Рабочая температура двигателя внутреннего сгорания – Какая нормальная температура двигателя авто? и что происходит когда температура больше допустимой?

Какая температура двигателя допустима?

Вопрос

Хендай Элантра 2003 года, двигатель g4gc. БК «мультитроникс» показывает повышение температуры ОЖ выше 100 градусов. Особенно, когда мотор напрягается, например, на подъеме. При этом стрелочный (штатный) прибор показывает на норму (стрелка чуть ниже середины). Проверял температуру ИК термометром – соответствует показаниям БК. Какая вообще температура двигателя допустима?

Ответ

Теоретически рабочая температура любого двигателя внутреннего сгорания должна находиться в пределах 80…95°С. Однако на практике ее измерение лишено смысла и напоминает измерение средней температуры по больнице. Ведь температура в различных частях мотора разная. Например, в камере сгорания она может достигать 2000 °С. Именно поэтому принято контролировать состояние охлаждающей жидкости, залитой в систему охлаждения двигателя.

В системе охлаждения мотора G4GC контроль за нагреванием охлаждающей жидкости (ОЖ) осуществляется специальным датчиком, связанным с электронным блоком управления двигателем (ЭБУД). Руководствуясь сигналами, полученными от него, ЭБУД управляет включением/выключением вентилятора, который охлаждает двигатель потоком воздуха и отводит тепло от радиатора с горячей ОЖ. Кроме того, температурный режим ОЖ учитывается ЭБУД при подготовке горючей смеси, так как горячему мотору нужно меньше топлива, чем холодному.

Однако необходимо иметь в виду, что датчик контролирует состояние ОЖ только в месте его установки, а размещают его, как правило, в зоне, где обдув двигателя воздухом, поступающим от вентилятора ограничен (по мнению разработчиков мотора).

Температурный датчик охлаждающей жидкости (EST SENSOR) на двигателе G4GC установлен в канале рубашки охлаждения головки цилиндров. Конструктивно он представляет собой термистор, электрическое сопротивление которого уменьшается при возрастании температуры ОЖ. Если термистор снять и поместить в воду, то его сопротивление, измеренное омметром на выводах, должно находится в пределах:

ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ, °С	ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, кОм
-10	8,16…10,74
0	5,18…6,6
20	2,27…2,73
40	1,059…1,281
60	0,538…0,65
80	0,298…0,322
90	0,219…0,243

Если полученная величина сопротивления не соответствует приведенным в таблице значениям, то EST SENSOR необходимо заменить.

Важно: устанавливая датчик на место, не забудьте нанести на его резьбовую часть герметик, например, LOCTITE 962Т или аналогичный.

Стрелочный прибор на приборной панели предназначен для информации водителя о температурном режиме работы мотора. Его видимая шкала отображает состояние ОЖ в диапазоне от 50 до 130°С с допуском примерно 8…10°С в обе стороны. Если стрелка прибора постоянно находится в средней зоне, то связка «EST SENSOR — термостат — вентилятор» функционирует нормально, поддерживая тепловой режим силового агрегата в пределах 80…95°С.

Если возникли сомнения в работоспособности датчика состояния ОЖ, то его можно проверить, как указано выше и при необходимости заменить. Кроме того симптомами, свидетельствующими о возможном выходе датчика из строя, наряду с закипанием жидкости, часто служат:

• увеличение расхода топлива;
• снижение мощности двигателя.

Кроме термистора за температурным режимом мотора следит термостат, который начинает открываться, когда ОЖ нагревается до 82°С. Закрывается термостат при температуре ОЖ порядка 77°С.

Полностью термостат открыт при температуре ОЖ, равной 95°С. При этом вентилятор включится, когда ОЖ нагреется до 97°С, а выключится при ее снижении до 92°С.

Почему современные моторы так легко «кипят» и что делать владельцу

21 мая 2019 Категория: Секреты автомобилей.

Летний кошмар автовладельца — пар из-под капота и температурная стрелка в красной зоне. Причины известны — забитый радиатор, умирающий термостат…Но только ли это? Почему современные двигатели обречены на перегрев и что делать владельцу, чтобы не отправить ДВС на капремонт или замену раньше времени?

 Температурный режим 

Любой мотор работает оптимально в плане управления системой впрыска, смазки, системы ГРМ и других только при достижении рабочей температуры. Обычно такая температура составляет 75-105°С.

Но в последние годы производители всё чаще поднимают эти значения до 115-130°С.

Повышение рабочей температуры современных моторов связано с двумя факторами: ужесточение эко-норм и стремление выжать из ДВС максимум.

Для соответствия нормам экологичности выбросов производители повышают рабочую температуру двигателей: когда мотор работает максимально «горячо» даже в зоне малых оборотов, топливная смесь сгорает полностью. Штатный термостат, который управляется ЭБУ, самостоятельно поддерживает такую температуру, которая даёт максимально чистый выхлоп. Это хорошо для экологии — и плохо для мотора, потому что штатные 120-130°С слишком жарко для резиновых и пластиковых элементов навесного оборудования и нормального состояния ЦПГ.

Для увеличения мощности применяется комплекс конструктивных изменений ДВС, чтобы на всех диапазонах оборотов коленвала выжать их мотора максимум «лошадок» и крутящего момента.

• Бал правит даунсайзинг — современные двигатели малообъёмные, с 3-4 цилиндрами, блок выполнен из алюминиевых сплавов. Подшипники, шестерёнки, пальцы поршней и другие детали уменьшены в размерах, чтобы снизить потери мощности на трение. С той же целью используется менее вязкое моторное масло.
• Современные ДВС имеют множество клапанов, оснащены турбонаддувом, каталитическими нейтрализаторами и сажевыми фильтрами, оборудованы множеством датчиков и электронных систем, включая системы управления фазами ГРМ для лучшего наполнения цилиндров и высокого крутящего момента в широком диапазоне оборотов.
• Технологии, которые раньше ставились на мощные гоночные автомобили, сейчас устанавливаются повсеместно. Пример тому системы прямого (непосредственного) впрыска топлива на моторах FSI от VAG или HPA от Peugeot-Citroёn.

Все эти конструктивные изменения приводят к тому, что моторы становятся быстрее и «чище» в плане выбросов. В то же время их ресурс их сокращается.

Плюс отсутствие запаса прочностей деталей, когда из-за сбоя сложной электроники многочисленные повреждения просто накапливаются до критической отметки, а затем мотор уходит в аварийный режим.

 Система охлаждения 

Система охлаждения современного двигателя устроена сложно. В новых автомобилях вентилятор обдува радиатора имеет разные скорости вращения, или вообще применяются разные вентиляторы с разными режимами работы.

Система ОД управляется электронным блоком на основании в том числе особенностей работы климатической установки в салоне.

В основном на современных автомобилях применяется регулируемый термостат. За счёт нагревательного элемента у него два диапазона работы. В отдельных случаях он заменён модулем электронно-управляемых клапанов.

Конструкция водяной помпы тоже меняется: можно встретить как обычный водяной насос, приводимый от коленвала, так и регулируемый или электропривод помпы.

На большинство машин ставят также контрольную лампу температуры и указатель температуры двигателя. Так что автовладельцы в основном ориентируются на стрелку: если она не в красной зоне, а на приборной панели не загорается лампа о малом уровне антифриза и перегреве, всё в порядке.

Вот только эта система контроля за работой системы ОД настроена так, чтобы лишний раз не пугать водителя.

То есть стрелка и показания температуры показывают приблизительные значения, близкие к нормальным. То есть да, стрелка, вероятно, подскочит в красную зону — перед самым загоранием контрольной лампы, когда мотор нагреется до 130-150°С. А до тех пор будет показывать 90°С, будь там 85°С или 120°С.

Почему? Потому что штатной сегодня считается такая работа системы охлаждения, которая раньше подпадала под понятие «перегрев».

Бензиновые моторы BMW эпохи электронноуправляемых термостатов, начиная с рестайлинговой Е39, например, настроены на работу в температурном режиме в 115-125°С. Реальная температура может быть выше — а владелец об этом не узнает, потому что ошибка на панели не появится.

Простая конструкция тоже не гарант успеха. Народные Opel и VAG со своими двигателями выходят на температуру в 115-120°С, а это уже заявка на перегрев, система охлаждения работает на пределе.

 Штатный перегрев 

C точки зрения материалов, технических жидкостей и навесного оборудования, двигатель хорошо себя чувствует в диапазоне от 80 до 125°С. Температура выше 90-95°С — это уже риск детонации (мини-взрывов при сгорании топлива в камерах) и сокращение ресурса  резиновых и пластиковых деталей и датчиков.

Но перегреть мотор не так просто. Если однажды летом в пробке он нагреется до 130°С, серьёзных повреждений может и не быть. Другое дело — когда антифриз в системе охлаждения раскаляется до 150°С.

То, что принято считать перегревом мотора — клубы пара из-под капота, заклинивающий мотор и другие последствия — встречаются относительно редко и являются кульминацией истории.

Да, такие повреждения не проходят бесследно. От перегрева двигателя коробит ГБЦ или «ведёт» блок (нарушается его геометрия и резьба болтов), на блоке образуются трещины, появляются необратимые мзенения ЦПГ — прихваты и задиры поршней, деформируются посадочные места коленвала и распредвала. Могут размягчиться пальцы поршней, сами поршни теряют геометрию, вкладыши шатунов могут провернуться.. Даже часть этих потенциальных проблем способна отправить двигатель в утиль.

Но штатный перегрев — беда современных двигателей — не менее коварен, просто его последствия наступают не сразу. Так называемый штатный перегрев — ситуация, когда ЭБУ не может снизить температуру двигателя до той, которая была бы оптимальной в данном режиме нагрузки, но при этом температура работы ДВС всё ещё меньше аварийной — и датчик не срабатывает. Другой вариант этой же беды — когда температура превышает максимум, но лишь в отдельной части двигателя. И снова водитель не подозревает о проблеме.

• Причины штатного перегрева, заложенного производителями — стремление выжать из моторов максимум мощности и вписать ДВС в ужесточающиеся эко-нормы, о которых мы говорили выше.

Ситуация со штатным перегревом характерна для большинства машин возрастом 3 года и больше, с регулируемой системой охлаждения. При этом заметить, что с двигателем происходит что-то не то, сложно: да, едет чуть хуже, кондиционер или печка дует чуть меньше, растёт топливный расход и «подъедает» масло — но ведь индикатор температуры ОЖ молчит, а стрелка в зелёной или жёлтой зоне. При перечисленных симптомах большинство водителей кинется искать проблему в других системах и узлах — если вообще заметят. Но даже внимательные автовладельцы попадают в другую ловушку: при штатном перегреве двигателя в истории ошибок, которые пишет борткомпьютер, будет пусто, ведь температура не критическая. Просто больше оптимальной вплоть до разницы в 30-40°С.

• Но даже если двигатель всё время работает на пределе максимальной температуры (по сути — при аварийной температуре), владелец этого не увидит без доступа к служебной информации ЭБУ через диагностический сканер или интерфейс OBD-II.

Последствия такой работы современных двигателей в режиме штатного перегрева — детонация в цилиндрах, повреждение поршней и покрытий гильз цилиндров. Плюс пониженное давление смазки в системе, а с ними — задиры на цилиндрах и коксование масла. С течением времени проблема усугубляется из-за зарастающего отложениями радиатора, проскальзывающего ремня водяной помпы и старения вентиляторов.

В зоне риска штатного перегрева — автомобили 2000-2010-х гг. с пробегом от 100 тыс. км и подержанные машины с неизвестной историей обслуживания. Турбированные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, но и больше страдают от перегрева, а в случае с загрязнённым интеркулером он им обеспечен.

Тяжело приходится и автомобилям, которые обитают в городском цикле и подолгу находятся в пробках. Из-за штатного перегрева спустя пару лет эксплуатации в таком режиме двигатель литрами «кушает» масло, теряет до половины мощности и «убивает» АКП.

 Как не «закипеть» в пробке: общие рекомендации 

• Готовьтесь к летнему сезону заранее — обслуживайте кондиционер , проверяйте работу системы охлаждения согласно этому алгоритму.
• Регулярно перед поездкой проверяйте уровень антифриза и доливайте его. Возите запас охлаждающей жидкости с собой.
• Не экономьте на качественном антифризе. Меняйте ОЖ с промывкой системы раз в 2 года.
• Периодически очищайте радиатор охлаждения и радиатор кондиционера. После загородних поездок по трассе проверяйте, не забились ли ячейки радиатора пылью и тополиным пухом.
• Сократите интервал замены масла до 8-10 (для дизеля — до 5-7) тыс. км пробега. Смазка в том числе охлаждает перегревающиеся детали двигателя. Покупайте хорошее дорогое масло.
• Заправляйтесь лучшим топливом из доступных, чтобы избежать детонации. Для турбомоторов с высокой степенью сжатия выбирайте АИ-98.
• Следите за состоянием ремней навесного оборудования, особенно помпы и вентилятора — они не должны провисать.
• При замене водяной помпы выбирайте деталь с керамической или металлической крыльчаткой. Меняйте помпу системы ОД каждые 60-100 тыс. км пробега.
• Следите за шлангами, трубками и бачками системы охлаждения. Пластик помутнел, резина набухла и потрескалась? Под замену.
• Регулярно проверяйте рабочее напряжение бортовой сети — скачки напряжения из-за плохой проводки могут вызвать нарушения в работе вентиляторов и радиатора.
• Включайте кондиционер. У большинства двигателей при этом снижается рабочая температура за счёт более частого включения вентиляторов или активации дополнительного.
• Старайтесь избегать пробок. Поменяйте распорядок дня, выбирайте максимально свободные от машин маршруты.
• Не тормозите и не ускоряйтесь резко без нужды. Особенно после того, как двигатель работал на холостых оборотах и уже вышел на рабочую температуру.
• Учитывайте режимы работы двигателя. Обычно «Eco» провоцирует штатный перегрев, в то время как в «Sport» температура мотора снижается до оптимальной.

 Как бороться со штатным перегревом двигателя 

Да, температурный режим работы современных двигателей можно считать конструктивной особенностью. Но это не значит, что нельзя помочь мотору держать оптимальную температур и продлить его ресурс — даже если производитель хотел совсем не этого.

Часть профилактических мер, которые помогут не допустить перегрева, мы рассмотрели выше. Для более серьёзных случаев и моторов, которые склонны к перегреву (даунсайзинг, высокая степень сжатия, наличие турбины, алюминиевый блок и т.п. особенности) имеет смысл доработать конструкцию.

Первая стратегия — быть в курсе происходящего. Чтобы понимать реальную картину, вместо стрелки температуры ОЖ придётся ориентироваться на данные борткомпьютера. А для этого нужно мониторить рабочую температуру двигателя через разъём OBD II. Купив блютуз адаптер, можно передавать данные о работе двигателя прямо на смартфон.

Другой способ узнать реальную температуру работы двигателя — подключиться к бортовому компьютеру через диагностический сканер. Это можно произвести в формате услуги «прочитать ошибки».

Заодно при обращении в сервис считайте ошибки системы управления двигателем. Например, ошибки датчиков и нарушение смесеобразования приводит к изменениям температурного режима.

Другая стратегия — доработать конструкцию системы охлаждения двигателя. Замена термостата на более низкотемпературный (для более форсированной версии того же мотора, например) позволит снизить нагрузку на систему охлаждения. Грамотный чип-тюнинг тоже всегда чуть понижает рабочую температуру ДВС: вентиляторы радиатора включаются раньше, как и срабатывает термостат.

Простейший чип-тюнинг и замену термостата с тем, чтобы понизить штатный температурный режим и продлить жизнь мотору рекомендуют, например, сервисные центры по обслуживанию современных BMW.

• Владельцам многоцилиндровых ДВС для лучшей циркуляции ОЖ в блоке цилиндров рекомендуют установить дополнительную помпу. Это не понизит температуру работы, но предотвратит локальный перегрев.
• Владельцам бюджетных авто с простой системой управления поможет установка более низкотемпературных датчиков срабатывания вентиляторов.

Можно пойти дальше и заменить шланги системы охлаждения на силиконовые, установить дополнительный термоэкран между блоком цилиндров (ГБЦ) и катализатором (турбиной), чтобы оградить уязвимые и конструктивно близкие элементы от перегрева. Также существуют усиленные радиаторы и системы орошения, которые помогают работе штатных вентиляторов. Так серьёзно дорабатывать автомобили рекомендуется тем автовладельцам, кому достался «проблемный» мотор и образ жизни ожидание в пробках.

 Итого 

1. Конструкция современных двигателей провоцирует их постоянный штатный перегрев. Это — цена, которую производитель платит за красивые данные паспортного топливного расхода и соответствие Евро-4,5,6. При этом владелец о происходящем не догадывается — аварийная индикация срабатывает незадолго до кульминации, то есть аварийного перегрева.
2. Cо штатным перегревом можно бороться. Понадобится провести лёгкий чип-тюнинг, заменить термостат на низкотемпературный. Также полезно купить OBD II адаптер и следить за рабочей температурой двигателя самостоятельно.
3. Перегрев — самый простой и быстрый способ отправить в утиль даже ресурсный мотор. Достаточно пару минут игнорировать лампочку перегрева или стрелку термометра в красной зоне — и мотор «закипит». Последствия — до замены узла. Такой аварийный перегрев двигателя обычно вызван неисправностями системы охлаждения, ситуацией «в пробке по жаре» и, опять же, теплонагруженностью современных ДВС, с их вводящими в заблуждение указателями температуры, плотной компоновкой моторного отсека и постоянно работающими вентиляторами.
4. Как действовать водителю, когда из-под капота валит пар, а стрелка температуры ОЖ в красной зоне, узнаете из статьи «Лето, пробки, кипим.. Алгоритм действий». 

Качественные запчасти для вашего автомобиля предлагает наша разборка

Перейти к поиску 

Метки: устройство автомобиля, Двигатель

Какая нормальная температура двигателя авто? и что происходит когда температура больше допустимой?

рабочая температура на всех авто 90 градусов…. просто разница в двигателе, и в радиаторе есть примерно на 10 градусов…. когда температура в радиаторе достигает 90 то в блоке где то 105,…если идёт перегрев, то от расширения металла начинают клиниь поршня, задиры на гльзах…. перегрев., лопаются перегародки, и тоу подобное….

90% кипит потом

в районе 90 градусов. на разных машинах по разному. дальше происходит закипание охлаждающей жидкости. и начинаются ПРОБЛЕМЫ

Оптимальная (рабочая) темперература 80-90 градусов.

Нормальная температура-около 90 градусов. А вот при перегреве проблем много может быть. И «голова» поведеная может стать, и движок заклинить, и еще много «прелестей»,с которыми лучше не сталкиваться!

у разных — разная. Например на 9-ке расчетная 95-105. И система охлаждения под избыточным давлением. сначала закипит, потом перегреется, вкладыши поплавит.

80 — 90 градусов. При перегреве сурьезно повышается износ деталей — расширение дает о себе знать. у меня поршни с 3 ремонтного до 2 ого сели. Если машина перегрета в холодное время года — маслосъемные колпачки становятся деревянными — масло в горшках не избежать

иномарки не терпят перегрева. А ВАЗы выносливы к нему из за большего количества и качества металла в нем

Нормальная температура охлаждающей жидкости прогретого двигателя: какой должна быть

Система охлаждения современного двигателя представляет собой комбинированное решение, которое объединяет в себе жидкостное и воздушное охлаждение. При этом основной задачей всего комплекса устройств является поддержание рабочей температуры двигателя в строго заданных пределах.

Другими словами, температура мотора не должна быть слишком низкой или высокой. В первом случае, когда двигатель не выходит на рабочую температуру, страдает экономичность, выхлоп становится токсичным, теряется мощность, уменьшается ресурс и т.д. Во втором, когда мотор перегревается, возникает детонация, двигатель может быстро выйти из строя или заклинить.

Становится понятно, что от качества работы системы охлаждения напрямую зависит нормальная температура охлаждающей жидкости прогретого двигателя. Далее мы  поговорим о том, какая температура ОЖ является нормой для прогретого силового агрегата, а также почему указанная  рабочая температура тосола или антифриза  может отклоняться от нормальных или оптимальных показателей.

Читайте в этой статье

Какова нормальная температура охлаждающей жидкости прогретого двигателя

Как правило, различные серьезные сбои и отклонения в работе системы охлаждения немедленно фиксируются водителем. Если двигатель не прогревается, тогда в зимний период плохо работает печка, понижается комфорт эксплуатации ТС.

Если же возникает перегрев мотора, это можно определить по указателю температуры на приборной панели, на многих авто срабатывает аварийный звуковой сигнал, из-под капота может просто пойти пар и т.д.

В подобных ситуациях проблема очевидна, неполадки легче локализовать и устранить. Однако более сложной ситуацией является такая, когда двигатель прогревается, но не до конца, также ДВС может перегреваться, но только частично. Достаточно часто водители отмечают и значительные колебания температуры ОЖ без видимых причин.

Так или иначе, но данную проблему нужно устранять, так как поломки в системе охлаждения имеют свойство прогрессировать, причем достаточно быстро. Ресурса двигателю такие отклонения от нормы, даже незначительные, тоже не добавляют.

Прежде всего, нужно понимать, что для большинства двигателей оптимальным температурным диапазоном применительно к прогретому мотору (когда двигатель полностью вышел на рабочую температуру) является отметка от 80-и до 90 градусов по Цельсию. Это и есть нормальная температура охлаждающей жидкости на прогретом моторе.

Также отметим, что рабочей жидкостью в системе охлаждения является тосол или антифриз (только вода на современных и других авто уже давно не используется). Указанный тосол/антифриз представляет собой смесь концентрата и дистиллированной воды. Антифризы обладают антикоррозийными, а также смазывающими свойствами.

Смесь концентрата и воды обычно замерзает при температурах около -40 и ниже (в зависимости от пропорций), а кипение происходит при нагреве от 108 градусов по Цельсию. При этом на большинстве автомобилей датчик температуры покажет перегрев тогда, когда температура ОЖ будет достигать около 100 градусов по Цельсию.

В этом случае двигатель нужно глушить, так как дальнейший нагрев приведет к закипанию жидкости в системе охлаждения. Кипение ОЖ может стать причиной сильного перегрева двигателя, в результате чего мотору может потребоваться сложный и дорогой ремонт. Также существует риск заклинивания силового агрегата, деформации привалочных плоскостей БЦ и ГБЦ, появления трещин в блоке или головке и т.д.

Еще, как уже было сказано выше, двигатель может не выходить на рабочую температуру, то есть все время оставаться холодным или недостаточно прогреваться. Последствия не так страшны, как перегрев, но неисправность все равно нужно устранять. Чтобы разобраться с возможными причинами, следует уделить внимание особенностям работы системы охлаждения и контролю за температурой.

Как система охлаждения удерживает температуру в заданных пределах

Начнем с того, что после запуска холодного двигателя помпа (водяной насос) принудительно заставляет ОЖ циркулировать по каналам системы охлаждения. При этом каналы можно разделить на большой и малый круг.

Малый круг ‑ циркуляция происходит внутри блока цилиндров и ГБЦ. Большой круг — жидкость попадает в радиатор охлаждения. За открытие большого круга  отвечает термостат, который на холодном ДВС полностью закрыт. По мере нагрева жидкости термостат начинает открываться, после чего тосол или антифриз попадает в большой круг.

К тому моменту, когда жидкость прогреется до 80-90 градусов, термостат будет полностью открыт и жидкость начнет циркулировать только по большому кругу. После того, как температура понизится, термостат частично или полностью закроется. В двух словах, это и есть схема регулирования рабочей температуры двигателя и ОЖ.

Параллельно на двигателе установлен датчик контроля температуры охлаждающей жидкости. Этот датчик, при необходимости, задействует воздушное охлаждение, посылая сигнал на включение вентилятора.

Что касается свойств ОЖ, кипение в условиях атмосферного давления начинается при 108-110 градусах. Однако перед началом кипения в системе начинают образовываться паровые пробки, которые нарушают работу системы охлаждения ДВС. В результате может произойти перегрев мотора.

Чтобы минимизировать риски, в систему интегрирован расширительный бачок, который также имеет специальные клапаны. Если давление в системе растет выше заданных пределов, тогда открывается выпускной клапан. Так удается избавиться от активного образования пара.

Еще после нагрева (во время остывания двигателя) объем ОЖ также уменьшается, в системе образуется разрежение. В этом случае открывается впускной клапан, чтобы уравнять разницу давлений.

Важно понимать, что поломка выпускного клапана приведет к тому, что температурный порог кипения ОЖ в системе будет снижен. Если клапан полностью заклинит, тогда избыточное давление может стать причиной разрыва патрубков и повреждений радиатора, течей антифриза и т.д.

Подведем итоги

Как видно, рабочая температура охлаждающей жидкости на прогретом двигателе не должна быть выше или ниже средней отметки в 80-90 градусов. Более точную информацию можно получить, изучив мануал к конкретному автомобилю.

Дело в том, что современные высокофорсированные ДВС отличаются крайне высокой температурой термостатирования, что также нужно отдельно учитывать. Еще нужно помнить о том, что на многих авто указатель температуры на панели приборов отображает несколько усредненные показатели.

Чтобы точно знать, каков нагрев ОЖ и мотора в тех или иных условиях, рекомендуется устанавливать отдельный цифровой датчик температуры двигателя. Отметим, что система охлаждения обязательно нуждается в регулярном обслуживании. Антифриз или тосол нужно менять своевременно, так как жидкость имеет ограниченный срок службы (как правило, 2-3 или максимум 4 года для новейшего поколения антифризов) и постепенно теряет свои заявленные свойства.

Также нужно знать, какие типы тосолов и антифризов можно смешивать между собой. Во время замены ОЖ следует производить промывку системы охлаждения разными способами. Еще специалисты рекомендуют в обязательном порядке менять термостат одновременно с регламентной заменой помпы. Такой подход позволяет в дальнейшем избежать возможных сбоев в работе данного устройства  и дополнительных внеплановых работ по его замене.

Читайте также

• Признаки перегрева двигателя

  Как понять, что двигатель начал перегреваться: очевидные и скрытые признаки перегрева мотора. Распространенные причины, по которым возникает перегрев.

Температура поршня

Температуры в поршне

Температура поршня и цилиндра — важный параметр для эксплуатационной безопасности
и срока службы. Пиковые температуры выхлопного газа, даже если они действуют короткое
время, могут достигнуть больше 2,200°C. Температуры выхлопного газа варьируются между
600 к 850°C для дизельных двигателей, и 800 к 1050°C для бензиновых двигателей.

 

Температура свежей смеси (воздух или смесь) может быть боле 200°C
для турбированных двигателей. Интеркуллеры на впуске уменьшают температуру до 40-60°C,
что обеспечивает лучшее заполнение камеры сгорания, так же использование впрыска водо-метанола дает хорошие показатели на впуске, об этом писал в теме про в пуск.

Из-за теплоемкости, поршня и других частей в камере сгорания невозможно точно определить температурные колебания. Но все же можно утверждать, что есть небольшая амплитуда изменения температуры поршня хоть и в несколько градусов, в зависимости от такта, впуск это или рабочий ход. Днище поршня первым подвергается нагреву раскаленными газами и поглощает различное количество тепла,
в зависимости от такта, оборотов двигателя и нагрузки. Высокая температура в первую очередь отводится через поршневые кольца к стенкам цилиндра, и в меньшей степени, юбкой поршня.

Дальше разберем самые нагруженные температурные области поршня, следует отметить что они различны для разных типов поршней и зависят от их формы и материала из которого они изготовлены. Типичные температурные распределения для бензинового и
дизельного двигателя показаны на рисунках 1.1 и 1.2.

Рисунок 1.1:

Температурное распределение в
поршне бензинового двигателя

Рисунок 1.2:

Температурное распределение в
поршне дизельного двигателя

 

Температурные уровни и распределение в поршне по существу зависят от следующих
параметров:

• Тип двигателя (бензин/дизель)
• Число тактов (четырехтактный / двухтактник)
• Процесс сгорания (прямой впрыск/обычный впрыск)
• Режим двигателя (скорость, вращающий момент)

• Охлаждение двигателя (вода/воздух)

• Форма поршня и головки цилиндра (местоположение и число газовых каналов и клапанов,

  тип поршня, материал поршня)
• Дополнительное охлаждение поршня (да/нет)

• Интенсивность охлаждения (распыляют масло на поверхность поршня, охлаждающий канал, охлаждение этого канала, и т.д.),

Прочность поршней, особенно из легких сплавов, очень зависит от температуры. Очень важно знать о высоко температурных зонах возникающих в процессе работы, возможном расширении металла в этих областях и сможет ли поршень выдерживать нагрузку в этих режимах, особенно при возникновении детонации. Хоть современные двигателе и оснащаются системами контроля детонации, но все же она уместна и может привести к серьезным последствиям . Высокие тепловые нагрузки вызывают быстрое старение метала или так называемая усталость. Чаще всего усталость металла наблюдается в соединении поршневого пальца и поршня, а также в канавке первого компрессионного кольца..

Чрезмерно высокая температура компрессионного кольца приводит к нагару масла в канавке, закоксованию и в следствии залеганию. Повышается нагрузка на остальные кольца и теряется герметичность камеры сгорания, через кольца прорываются отработанные газы нарушая смазку поршня, что приводит к увеличению силы трения и еще большему увеличению температуры поршня. в последствии его заклиниванию или задирам.

Масса поршня

 

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — Википедия

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наибольшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

В период сгорания рабочей смеси температура в цилиндре достигает 2000 °C и более. Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90°C. Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо охлаждать детали, соприкасающиеся с горячими газами, отводя от них тепло в атмосферу непосредственно, либо при помощи промежуточного тела (воды, низкозамерзающей жидкости). При чрезмерно сильном охлаждении рабочая смесь, попадая на холодные стенки цилиндра конденсируется и стекает в картер двигателя, где разжижает моторное масло. Как следствие этого мощность двигателя уменьшается, а износ увеличивается. При понижении температуры масло густеет. Это является причиной того, что масло хуже подается в цилиндры и увеличивается расход топлива, уменьшается мощность. Поэтому система охлаждения должна ограничивать температурные пределы, обеспечивая наилучшие условия работы двигателя.

Система охлаждения, кроме основной функции охлаждения двигателя, выполняет ряд других функций, к которым относятся:

• нагрев воздуха в системе отопления, вентиляции и кондиционирования;
• охлаждения масла в системе смазки;
• охлаждения отработанных газов в системе рециркуляции отработавших газов;
• охлаждения воздуха в системе турбонаддува ;
• охлаждения рабочей жидкости в автоматической коробке передач.

Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.

Воздушное охлаждение[править | править код]

6-цилиндровый двигатель с естественным охлаждением на мотоцикле (Honda CBX1000, 105лс) Авиамодельный двигатель O.S. (1,7см³). Pratt and Whitney R-4360 — 28-цилиндровый авиационный двигатель с естественным воздушным охлаждением (3500лс).

Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным. Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки. Неравномерность обдува требует дополнительных мер для исключения локальных перегревов — более развитого оребрения в аэродинамической тени, обращения более нагретых выпускных каналов вперёд по потоку, а холодных впускных — назад и т.п. Естественное воздушное охлаждение распространено на двигателях лёгкой высокоподвижной техники: мотоциклы, мопеды, авиа- и автомодели. С систематическим ростом форсировки моторов мотоциклов на наиболее совершенных моделях воздушное охлаждение уступает место жидкостному. По причине малой массы естественное воздушное охлаждение широко применялось и на поршневых авиационных двигателях, где близкие к цилиндрическим и имевшие малую окружную скорость комли лопастей винта практически не работали как вентилятор, но скорость набегающего на самолёт потока была сама по себе очень высока.

Универсальный «стационарный» двигатель воздушного охлаждения, установленный на газонокосилке.

Стационарные или плотно закапотированные двигатели оснащают системой принудительного воздушного охлаждения. В них с помощью вентилятора создаётся поток воздуха, который обдувает рёбра охлаждения. Вентилятор и оребрённые поверхности, как правило, закрыты направляющим кожухом. Достоинства такого двигателя аналогичны двигателям с естественным охлаждением: простота конструкции, малый вес, отсутствие охлаждающей жидкости. Однако такие двигатели отличаются повышенным шумом при работе, большими габаритами. Кроме того, при проектировании таких двигателей возникают проблемы с охлаждением отдельных элементов конструкции двигателя из-за неравномерного обдува. На легковых автомобилях, производимых в Европе, воздушное охлаждение широко применялось в 1950-х — 1970-х годах. В основном это небольшие машины типа Volkswagen Kafer, Fiat 500, Citroën 2CV; особняком стоит представительская Tatra 613. В СССР самым известным автомобилем с воздушным охлаждением был «Запорожец». Выпускались грузовые автомобили с дизелями воздушного охлаждения (например грузовики под маркой «Татра» с момента начала выпуска и до начала 2010 годов оснащались исключительно такими двигателями). Двигатели с воздушным охлаждением имеют многие трактора (иногда — тяжёлые, например Т-330; чаще — малые, от обычных пропашных до мини-тракторов мелких частных хозяйств), для которых характерны установившиеся режимы работы двигателя и специфические требования к простоте обслуживания. В настоящее время (2015-е) принудительное воздушное охлаждение применяется на большинстве скутеров, моторизованном инструменте (бензопилы, газонокосилки и пр.), двигателях малогабаритных генераторных установок, на мотоблоках и прочих самоходных и стационарных малых сельскохозяйственных и коммунальных машинах. Для последних очень распространены унифицированные ряды простых одно-двухцилиндровых двигателей воздушного охлаждения, одинаковые у различных производителей (Briggs & Stratton^ru_en, Honda, Subaru, китайские), в виде компактного законченного блока с креплением на горизонтальную плоскость.

Жидкостное охлаждение[править | править код]

Жидкостное охлаждение морских судов открытого типа

Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве теплоносителя используются для охлаждения мощных электротрансформаторов.

К «чисто жидкостным» системам охлаждения можно отнести лишь открытые системы охлаждения речных и морских судов, где для охлаждения используется забортная вода. В некоторых стационарных двигателях начала XX века мог отсутствовать радиатор, вместо этого имелся расширительный бак большого объёма — отчасти тепло рассеивалось за счёт испарения воды, отчасти — через стенки бака, а отчасти за счёт большого объёма воды, который не успевал достаточно прогреться за время работы двигателя.

Замкнутая система (Гибридный тип)[править | править код]

Тип сочетает вышеуказанные системы: тепло от цилиндров отводится жидкостью, после чего она, на удалении от теплонагруженной части двигателя, охлаждается в радиаторах воздухом. Внутренние и наружные части цилиндров испытывают различный нагрев и обычно выполняются из отдельных частей:

• внутренняя — рабочая втулка или гильза цилиндра;
• наружная — рубашка (у двигателей воздушного охлаждения рубашка имеет рёбра для эффективного отвода тепла).

Пространство между ними называется зарубашечным, в двигателе с водяным охлаждением тут циркулирует охлаждающая жидкость.

Система охлаждения состоит из рубашки охлаждения блока цилиндров, головки блока цилиндров, одного или нескольких радиаторов, вентилятора принудительного охлаждения радиатора, жидкостного насоса, термостата, расширительного бачка, соединительных патрубков и датчика температуры. Этот тип используется на всех современных автомобилях. Охлаждающая жидкость прокачивается насосом через рубашку охлаждения двигателя, забирая от неё тепло, а затем охлаждается сама в радиаторе. В этой системе существует два круга циркуляции жидкости — большой и малый. Большой круг составляют рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, радиаторы (в том числе — отопителя салона), термостат. В малый круг входит рубашка охлаждения двигателя, водяной насос, термостат (иногда радиатор отопителя салона входит именно в малый круг). Регулировка количества жидкости между кругами циркуляции жидкости осуществляется термостатом. Малый круг охлаждения предназначен для быстрого введения двигателя в эффективный тепловой режим. При этом охлаждающая жидкость фактически не охлаждается, так как не проходит через радиатор. Как только она нагреется до оптимальной температуры, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать также и через радиатор, где непосредственно и охлаждается набегающим потоком воздуха (а в случае длительной стоянки — принудительно вентилятором). При этом, чем сильнее нагревается охлаждающая жидкость, тем сильнее открывается термостат, и тем сильнее жидкость охлаждается в радиаторе. Это и есть принцип поддержания оптимальной температуры двигателя 85-90 °C.

Очень опасным явлением является перегрев двигателя (кипение двигателя)^{[источник не указан 710 дней]}. При этом охлаждающая жидкость в прямом смысле вскипает в рубашке охлаждения, что очень часто приводит к серьёзным последствиям и дорогостоящему ремонту. Для предупреждения перегрева двигателя логично применять жидкости с высокой температурой кипения, однако проще всего оказалось держать всю систему под некоторым избыточным давлением (около 1,1 атм), при котором повышается температура кипения охлаждающей жидкости (около 110 °C и 120 °C для воды и антифриза соответственно). Кроме того, при превышении температуры охлаждающей жидкости более 105 °C, включается принудительный обдув радиатора вентилятором.

Основные части жидкостной системы охлаждения[править | править код]

В жидкостных системах охлаждения поршневых двигателей наземного и воздушного транспорта, а также стационарных установок охлаждающая жидкость циркулирует по замкнутому контуру, а тепло рассеивается в окружающую среду с помощью обдуваемого воздухом радиатора.

Основные части жидкостной системы охлаждения:

• Рубашка охлаждения (1) представляет собой полость, огибающую части двигателя, требующие охлаждения. Циркулирующая по рубашке охлаждения жидкость отбирает у них тепло и переносит его к радиатору.
• Насос охлаждающей жидкости, или помпа (5) — обеспечивает циркуляцию жидкости по контуру охлаждения. В некоторых двигателях, например мини-тракторов, может применяться термосифонная система охлаждения — то есть система с естественной циркуляцией охлаждающей жидкости, в которой этот насос отсутствует. Может приводиться в движение либо через ременную передачу от вала двигателя, либо от отдельного электродвигателя.
• Термостат (2) — предназначен для поддержания рабочей температуры двигателя. Термостат перенаправляет охлаждающую жидкость по малому кругу — в обход радиатора, если температура не достигла рабочей.
• Радиатор (3) имеет развитую поверхность, обдуваемую снаружи набегающим потоком воздуха. Радиатор изготавливается из материалов, хорошо проводящих тепло, чаще всего из алюминия (радиатор для охлаждения масла чаще всего делают из меди).
• Вентилятор (4) создаёт дополнительный поток воздуха для обдува радиатора, в том числе во время остановок и при движении на малой скорости. Может приводиться ременной передачей от вала двигателя, но в современных автомобилях, за исключением крупных грузовиков, он работает от электродвигателя.
• Расширительный бак содержит запас охлаждающей жидкости. С атмосферой расширительный бак сообщается через клапан, поддерживающий избыточное давление охлаждающей жидкости при работе, что позволяет двигателю работать при большей температуре, не допуская кипения охлаждающей жидкости, которое может привести к повреждению двигателя. Автомобили начала-середины XX века часто не имели расширительных бачков. В них запас охлаждающей жидкости находился в верхнем бачке радиатора. Это было вполне допустимо, так как в основном в системе охлаждения использовалась вода, и её расширение при нагреве было небольшим. С распространением антифризов на основе этиленгликоля использование расширительного бака стало обязательным. Полупрозрачный бак, расположенный в доступном месте в верхней точке системы, облегчает также контроль уровня жидкости.

В поршневой авиации также применяются двигатели, в которых цилиндры охлаждаются непосредственно набегающим воздухом, а головки цилиндров — с использованием жидкостной системы охлаждения. Такое решение позволяет снизить массу двигателя и одновременно более эффективно охлаждать головки цилиндров, которые являются наиболее теплонагруженными частями двигателя.

Охлаждение масла[править | править код]

В дополнение к основной системе охлаждения в двигателях большой мощности (на грузовиках и тепловозах), а также на двигателях с воздушным охлаждением применяется охлаждение масла. Охлаждение масла необходимо также потому, что оно поступает к па́рам трения — самым чувствительным к перегреву местам двигателя. Масло может охлаждаться охлаждающей жидкостью, либо окружающим воздухом от отдельного радиатора.

Испарительная система охлаждения[править | править код]

Также существует подвид системы охлаждения, называемый испарительной системой охлаждения. Главное отличие её от обычных водяных или этиленгликолевых — доведение температуры охлаждающей жидкости (воды) выше точки кипения, в результате чего при испарении от теплонагруженных деталей отводится большое количество тепла. Пар конденсируется в жидкость в радиаторе и цикл повторяется. Подобные системы использовались в авиастроении в 30-х годах XX века.^[1] Кроме того в Китае по состоянию на 2014 год продолжают выпускаться дизели мощностью от 8 до 24 л.с. с испарительным охлаждением, предназначенные для мотоблоков и минитракторов.

Рабочая температура дизельного двигателя

Поддержание температуры дизельного двигателя в строго заданных рамках является важным параметром для достижения оптимальных эксплуатационных показателей. От конструктивных особенностей и целевого назначения двигателя будет зависеть, какая рабочая температура дизеля будет нормальной для того или иного мотора.

Рабочий температурный режим одного ДВС может заметно отличаться от другого. Что касается дизельного двигателя, его рабочая температура (при условии полностью исправного агрегата, системы охлаждения и других узлов) зависит от ряда условий.

Читайте в этой статье

Показатель степени сжатия

Дизельный мотор работает по принципу самовоспламенения смеси от контакта распыленной солярки с разогретым от сжатия воздухом. Чем сильнее сжимается (разогревается) в цилиндре воздух, тем интенсивнее происходит вспышка после топливного впрыска, при этом количество подаваемого топлива остается одинаковым.

Зависимость эффективности вспышки от степени сжатия (повышения температуры воздуха) влияет на КПД дизельного двигателя. Получается, моторы с высокой степенью сжатия условно можно считать более «горячими».

Стоит также учитывать, что степень сжатия повышают только до определенных пределов. Топливно-воздушная смесь в цилиндре должна не взрываться от контакта с разогретым воздухом, а равномерно сгорать. Сильное увеличение степени сжатия может привести к бесконтрольному воспламенению топлива, что вызывает детонацию, локальные перегревы и ускоренный износ цилиндропоршневой группы.

Допустимые рабочие температуры дизельных ДВС

Температура дизельного двигателя будет напрямую зависеть от типа мотора. От поддержания рабочего температурного показателя дизельного агрегата зависит процесс смесеобразования и сгорания топливно-воздушной рабочей смеси, а также нормальное функционирование других систем ДВС.

После выхода на рабочую температуру время испарения солярки сокращается до оптимального показателя, уменьшается период задержки самовоспламенения. Топливно-воздушная смесь сгорает равномерно и полноценно, что приводит к увеличению КПД дизеля, меньшему расходу топлива и снижению токсичности выхлопных газов.

По утверждениям специалистов, оптимальным показателем рабочей температуры дизельного мотора считается  температурный режим на отметке от 70 до 90 градусов Цельсия. Допустимым максимумом в процессе работы дизеля под нагрузкой является повышение температуры дизельного двигателя до 97 градусов, но не выше.

Дизель не прогревается до оптимальной температуры

В процессе прогрева исправного дизельного ДВС в режиме холостого хода желательно дождаться нагрева охлаждающей жидкости до температуры около 40-50°С. При сильном минусе за бортом дизель может и вовсе начать прогреваться только в движении. Начинать езду необходимо на пониженной передаче, придерживаясь отметки около 2-2.5 тыс. об/мин.  Когда температура поднимется до 80°С, нагрузку на мотор можно увеличить.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему дизель дымит черным дымом. Из этой статьи вы сможете узнать о причинах дымления дизельного двигателя на различных режимах его работы.

Если дизель не выходит на рабочую температуру в движении, это говорит о том, что произошло снижение его КПД. Падает мощность, автомобиль хуже разгоняется, возрастает расход дизтоплива и т.д. Данные симптомы могут указывать на следующие неполадки:

Работа дизеля, который не прогрелся до рабочей температуры, под серьезной нагрузкой приводит к неполному сгоранию смеси, активному образованию нагара, засорению топливных форсунок, ускоренному износу узлов силового агрегата, выходу из строя сажевого фильтра и т.д.

В качестве примера можно рассмотреть засорение распылителя дизельной форсунки. Качество распыла топлива снижается, форсунка «льет» солярку. Топливо начинает сгорать неравномерно и несвоевременно, догорает на поршне и вызывает его прогар. Также прогорать может и выпускной клапан. Результатом становится падение компрессии, то есть воздух в неисправных цилиндрах не сможет сжиматься до такой температуры, при которой сгорание смеси будет оптимальным. Дизельный ДВС в подобных условиях не выйдет на рабочую температуру, будет испытывать затруднения с запуском «на холодную» и после прогрева.

Читайте также

• Почему греется дизельный двигатель

  Причины и результаты перегрева дизельного двигателя. Что делать, если дизель греется: диагностика и устранение неисправностей. Важные рекомендации.