как устроена и нужно ли ее промывать? — журнал За рулем
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.
| Система охлаждения внедорожника Great Wall Hover (сейчас он известен на нашем рынке под именем Derways DW Hower h4). Термостат стоит перед радиатором на выходе из головки блока цилиндров. Расширительный бачок подсоединен после пробки радиатора и не подвержен действию высоких температур и давлений.
1 — расширительный бачок; 2 — атмосферный шланг расширительного бачка; 3 — подводящий шланг радиатора отопителя; 4 — отводящий шланг радиатора отопителя; 5 — радиатор отопителя; 6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 7 — отводящий шланг от рубашки подогрева дроссельного узла; 8 — подводящий шланг к рубашке подогрева дроссельного узла; 9 — крышка термостата; 10 — подводящий шланг радиатора системы охлаждения; 11 — пробка заливной горловины радиатора системы охлаждения; 12 — радиатор системы охлаждения; 13 — кожух вентилятора; 14 — насос охлаждающей жидкости; 15 — отводящий шланг радиатора системы охлаждения; 16 — шланг, соединяющий радиатор системы охлаждения и расширительный бачок. |
Назначение и устройство радиатора системы охлаждения — Auto-Self.ru
Оптимальная температурная среда в двигателе автомобиля поддерживается в случае исправности системы охлаждения. Одним из главных ее составляющих является радиатор, размеры которого позволяют быстро совершить теплообмен с окружающей средой.
Радиатор системы охлаждения двигателя выполняет функцию теплообменника, то есть через него выводится и компенсируется основная часть тепловой энергии, необходимой для комфортной работы силового агрегата. Чтобы ускорить процесс теплообмена и защитить радиатор от коррозии, его основную часть выполняют из латуни или алюминия.
Обычно радиатор системы охлаждения состоит из:
- верхнего бачка,
- нижнего бачка,
- сердцевины,
- соединительных элементов.
Верхний бачок радиатора оснащен заливной горловиной с крышкой, а нижний бачок – сливным краном.
Основным признаком, после которого выполняется замена радиатора Ниссан, является постоянное изменение уровня антифриза в системе охлаждения. Это происходит в случае появления трещин в его конструкции. Причиной появления отверстий, через которые просачивается жидкость, может быть:
- использование некачественной охлаждающей жидкости;
- заклинивание крышки радиатора;
- неисправность других элементов системы охлаждения, из-за которых дестабилизируется температурная среда;
- истечение срока эксплуатации радиатора,
- случайные механические повреждения,
- воздействие химических элементов, которыми обрабатывают тротуары в зимнее время года.
Также радиатор может быть заменен в случае сильного засорения, однако обычно такая проблема решается его промыванием.
Последствием несвоевременной замены радиатора системы охлаждения является перегрев рабочих деталей двигателя. После этого владельцу автомобиля приходится делать капитальный ремонт силового агрегата.
Рассмотрим замену радиатора охлаждения в автомобиле Nissan Sunny. Данная процедура требует выполнения следующих действий:
- Сливаем охлаждающую жидкость (сливной кран расположен в левом нижнем углу радиатора). Выполняя процедуру необходимо учитывать, что при откручивании крышки верхнего бачка жидкость вытекает интенсивнее. В конце процедуры не забываем снять крышку расширительного бачка.
- Снимаем верхний патрубок радиатора и патрубок расширительного бачка. Для этого можно использовать пассатижи.
- Отсоединяем питание от вентиляторов.
- Снимаем провода с рамки.
- Откручиваем рамку и снимаем вентиляторы. С этой целью используется ключ №10.
- Откручиваем крепежные болты. Для этого также используется ключ №10.
- Удаляем пластины, фиксирующие радиатор.
- Демонтируем радиатор.
- Установить новый радиатор.
- Зафиксировать конструкцию при помощи пластин.
- Закрепить радиатор болтами.
- Установить вентиляторы и закрепить их рамкой.
- Подключить к вентиляторам питание.
- Установить снятые патрубки.
- Залить охлаждающую жидкость.
Примечание
При замене радиатора двигатель автомобиля должен находиться в холодном состоянии.
После установки нового радиатора не следует заливать охлаждающую жидкость как можно быстрее. Эта процедура должна протекать медленно, чтобы освободить систему охлаждения от воздуха.
После наполнения системы охлаждения антифризом, следует запустить двигатель на несколько минут. После этого нужно дождаться, пока он остынет. Далее, необходимо проверить уровень антифриза в расширительном бачке и долить недостающее количество охлаждающей жидкости.
Поделитесь с друзьями в соц.сетях:
Google+
Telegram
Vkontakte
Радиатор системы охлаждения — Энциклопедия журнала «За рулем»
Радиатор системы охлаждения двигателя легкового автомобиля с автоматической коробкой передач:
1 — бачок радиатора;
2 — охладитель жидкости автоматической трансмиссии;
4— радиатор системы охлаждения;
5 — боковая соединительная скоба;
6 — основание каркаса;
7 — бачок масляного радиатора;
8 — масляный радиатор;
9 — виско-муфта;
10 — вентилятор
Радиатор состоит из двух бачков, между которыми находятся соединительные трубки. Бачки могут изготавливаться из цветного сплава или из пластмассы. Они располагаются сверху и снизу радиатора или по его бокам (см. рис.).
Для того чтобы радиатор эффективно отдавал тепло, необходимо выполнение двух условий: трубки радиатора должны быть выполнены из материала, который имеет хорошую теплопроводность, и радиатор должен иметь достаточную площадь поверхности.
Раньше радиаторы изготавливали из меди и сплавов на ее основе, т. к. медь имеет высокую теплопроводность и коррозионную стойкость. Трубки, которые, как правило, имели плоскую форму, припаивались к бачкам. Для увеличения теплоотдачи (увеличения
площади поверхности) между трубками устанавливались гофрированные металлические ленты.
Заливная горловина системы охлаждения, которая может располагаться на радиаторе или расширительном бачке, закрывается пробкой с двумя клапанами.
Система охлаждения двигателя автомобиля | Системы охлаждения автомобиля
Назначение системы охлаждения
Принципы построения систем охлаждения
Снижение эффективности работы системы охлаждения приводит к увеличению температуры поршней, уменьшению зазоров между поршнем и цилиндром. Тепловые зазоры уменьшаются до нуля. Поршень задевает за стенки цилиндра, образуются задиры, перегретое масло теряет смазочные свойства и масляная плёнка разрывается. Такой режим работы может привести к заклиниванию двигателя. Перегрев сопровождается неравномерным расширением головки блока, болтов крепления, блока двигателя и пр. В дальнейшем разрушение двигателя неизбежно: трещины в головке блока, деформация плоскостей стыка головки и самого блока цилиндров, образуются трещины сёдел клапанов и т.п. — неприятно даже перечислял, всё это, поэтому лучше до этого не доводить!
Система охлаждения двигателя и масла призвана не допустить подобного развития событий, но для того, чтобы система справилась с поставленными задачами, необходимо использовать качественную охлаждающую жидкость (ОЖ). Низкозамерзающие ОЖ называют антифризами — от английского слова «antifreeze». Ранее ОЖ приготовляли на основе водных растворов одноатомных спиртов, гликолей, глицерина и неорганических солей. В настоящее время предпочтение отдано моноэтиленгликолю — бесцветной сиропообразной жидкости с плотностью примерно 1,112 г\см2 и температурой кипения 198 гр. Задача ОЖ не только охлаждать двигатель, но и не кипеть во всём диапазоне температур работы двигателя и его компонентов, иметь высокую теплоёмкость и теплопроводность, не пениться, не оказывать вредного воздействия на патрубки и уплотнения, обладать смазывающими и антикоррозийными свойствами.
В 70 х годах выпускался антифриз на основе водного раствора моноэтиленгликоля с температурой начала кристаллизации — 40 гр. Он не требовал разбавление водой при добавлении в систему охлаждения. Этот препарат получил название ТОСОЛ — по названию лаборатории «Технология Органического Синтеза». Т.к. название не запатентовано, то ТОСОЛом называют готовый к применению продукт, а «антифризом» — концентрированный раствор (хотя ТОСОЛ тоже антифриз).
Готовые антифризы окрашивают для безопасности и выбирают броские цвета: синий, зелёный, красный. В процессе эксплуатации антифриз теряет полезные свойства — снижаются антикоррозийные свойства, возрастает склонность к пенообразованию. Срок службы отечественных ОЖ от 2 до 5 лет, импортных 5-7 лет.
На рисунке, приведённом ниже, изображена схема системы охлаждения автомобиля. Ничего особенного или сложного в системе охлаждения нет и тем не менее…
Рис. 1 — двигатель, 2 — радиатор, 3 — отопитель, 4 — термостат, 5 — расширительный бачок, 6 — пробка радиатора, 7 — верхний патрубок, 8 — нижний патрубок, 9 — вентилятор радиатора, 10 — датчик включения вентилятора, 11 — датчик температуры, 12 — помпа.
При пуске двигателя начинает вращаться помпа (водяной насос). Привод помпы может иметь свой шкивок, приводимый во вращение ремнем вспомогательного оборудования или приводиться вращением ремня ГРМ. В системе охлаждения находится крыльчатка, которая вращаясь, приводит в движение охлаждающую жидкость. Для быстрого прогрева двигателя система «закорочена», т.е. термостат закрыт и не пропускает жидкость в радиатор охлаждения. По мере роста температуры охлаждающей жидкости открывается термостат, переводя систему в другое состояние, когда охлаждающая жидкость проходит по длинному пути — через радиатор системы охлаждения (короткий путь перекрыт термостатом). Термостаты имеют различные характеристики открытия. Обычно на кромке нанесена температура открытия. Наверное не стоит объяснять устройство радиатора. В нижней части радиатора установлен датчик включения вентилятора. Если температура охлаждающей жидкости достигнет определённой величины — датчик замкнётся, а т.к. электрически он соединён на разрыв цепи питания электровентилятора, то при замыкании — должен включиться вентилятор системы охлаждения. По мере остывания охлаждающей жидкости — вентилятор выключается, а термостат перекрывает длинный путь на короткий. Всё просто, но не очень…
Такая схема является основой, но жизнь не стоит на месте и различные производители усовершенствуют системы охлаждения. На некоторых автомобилях Вы не найдёте датчика включения вентилятора системы охлаждения, т.к. вентилятор включается от ЭБУ двигателем в зависимости от показаний датчика температуры охлаждающей жидкости. Стоит обратить внимание на ситуацию, при которой при вклинении зажигания — сразу включается вентилятор системы охлаждения. Или неисправен датчик температуры, или повреждены его цепи, или неисправен сам ЭБУ двигателем — он «не видит» температуру двигателя и на всякий случай включает сразу вентилятор.
На некоторых а\м на пути к отопителю установлены специальные электроклапана, разрешающие или перекрывающие путь охлаждающей жидкости (БМВ, МЕРСЕДЕС). Такие клапана иногда «помогают» системе охлаждения выйти из строя.
Поиск и устранение неисправностей в системе охлаждения
Специалистами фирмы «АБ-Инжиниринг» под руководством Хрулева А.Э. разработала таблица причин и последствий перегрева двигателя. Сам перегрев двигателя — это температурный режим его работы, характеризуемый закипанием охлаждающей жидкости. Но не только перегрев является неисправностью. Работа двигателя при постоянно пониженной температуре тоже считаем неисправностью, т.к. при этом двигатель работает при несвойственном ему температурном режиме. Выход из строя термостата, электровентилятора или вязкостной муфты, термовыключателей и пр. приведет к нештатной работе системы охлаждения. Если водитель вовремя обнаружит признаки нарушения теплового режима работы двигателя и не допустит необратимых процессов, то ремонт системы охлаждения не будет дорогим и долгим. Поэтому настоятельно рекомендуем обратить Ваше (и Ваших клиентов) внимание на температурные режимы двигателя.
Поиск неисправности рекомендуем проводить с «холодного» двигателя до установления рабочего режима.
А. Первым делом необходимо проверить схему соединения патрубков системы охлаждения, если автомобиль не новый или поступил в ремонт после ремонта на другом сервисе.
Кому-то такое предложение покажется смешным, но жизнь показала обратное, примеры:
- собранный после капремонта автомобиль имел соединение патрубка системы вентиляции картера с расширительным бачком системы охлаждения;
- установленный нештатный вентилятор с лопастями, направляющими воздушный поток не в ту сторону;
- лопасти электровентилятора свободно вращаются на валу выключенного двигателя;
- разъёмы электровентилятора разболтаны или оборваны и т.п.
Осмотреть радиатор на предмет внешнего засорения. Осмотреть зоны и пути естественного охлаждения двигателя. Отрицательным примером может служить мощная защита нижней части двигателя, которая преграждает путь воздушному потоку, охлаждающему двигатель снизу. Иногда поломка бампера, нижняя часть которого имеет направляющие воздушного потока на двигатель, приводит к перегреву (VW «Пассат» Б3).
Б. После осмотра необходимо проверить уровень охлаждающей жидкости в системе, наличие и исправность клапанов крышек радиатора и расширительного бачка, целостность патрубков и шлангов. Уточнить, какой антифриз или просто вода залиты в систему, т.к. температура кипения у каждой жидкости своя.
Если первые два пункта (А или Б) выявили какие-то неисправности, их необходимо устранить или принять к сведению при вынесении «приговора». При добавлении охлаждающей жидкости необходимо помнить, что не все автомобили спроектированы по принципу «просто добавь воды». К примеру на автомобиле БМВ (М20, Е34) при добавлении охлаждающей жидкости необходимо включить зажигание и установить регуляторы температуры печки в режим «максимально тепло», чтобы включились клапана печки и открылись для движения охлаждающей жидкости по системе, к тому же необходимо поднять радиатор вверх, т.к. расширительный бачок, встроенный в радиатор «чудо-проектировщиками» Германии, расположен ниже уровня печки салона и она часто завоздушивается.
Если есть подозрение на то, что двигатель завоздушен (в системе находится воздух, который препятствует движению жидкости), необходимо выкрутить специальные заглушки системы охлаждения для выпуска воздуха. Расположены они обычно в верхней части системы охлаждения двигателя. Запустить двигатель, включить отопители салона, включит вентилятор. Наблюдать за прогревом двигателя, узлов и агрегатов. Если в системе есть расширительный бачок, то проверить циркуляцию жидкости, т.е. её движение по системе. При добавлении оборотов двигателя до 2 500 — 3 000 в бачок должна поступать мощная струя охлаждающей жидкости. Из выкрученных (не полностью!) заглушек может некоторое время выходить воздух и как только польётся жидкость — заглушки необходимо закрутить. По мере прогрева двигателя из отопителя салона должен идти прогревающийся воздух. Если двигатель прогревается, а воздух из отопителя холодный, то это является первым признаком «завоздушивания» системы охлаждения. Необходимо заглушить двигатель и принять меры по поиску и устранению этой неисправности.
При исправном термостате (температура открытия может быть разной от 80 до 95 градусов) после прогрева нижний патрубок радиатора должен иметь примерно такую же температуру, как и верхний. Если это не так, значит плохая прокачка охлаждающей жидкости через радиатор.
При исправном термостате через некоторое время после его открытия должен включиться вентилятор системы охлаждения. Если в системе установлен не электровентилятор, то необходимо проверить датчик включения цепи электромагнитной муфты или работу вязкостной муфты. При неисправности вязкостной муфты вентилятор системы охлаждения на разогретом двигателе можно остановить и удерживать рукой (при остановке соблюдать осторожность — останавливать мягким предметом, чтобы не повредить крыльчатку вентилятора или руку). Необходимо проверить напор воздуха и его температуру — горячий воздух должен быть направлен на двигатель.
Давление в системе охлаждения должно медленно возрастать по мере прогрева двигателя и медленно опускаться после выключения двигателя. Если верхний патрубок, идущий к радиатору раздувается при повышении оборотов двигателя, необходимо проверить, не попадают ли в систему охлаждения часть отработанных газов. Обычно это заметно по масляной плёнке в расширительном бачке или пузырению охлаждающей жидкости. При этом из глушителя обычно интенсивно идёт белый дым от разогретой и испаряющейся охлаждающей жидкости, попадающей в цилиндры двигателя. В таком случае необходимо проверить маслозаливную горловину двигателя и сели на ней белая эмульсия, то охлаждающая жидкость не только в цилиндрах двигателя, но и в системе смазки (необходимо прекратить движение). Приведём несколько примеров из практики различных сервисов, которые «говорят» о том, что диагностика Двигателя неотделима от диагностики всех систем автомобиля, в том числе и системы охлаждения.
А\м МАЗДА 626 — хозяин жалуется на неравномерность оборотов двигателя или повышенные обороты холостого хода. Проверка системы управления (и самодиагностика) не выявили неисправности. Обратили внимание на повышенное напряжение на температурном датчике охлаждающей жидкости.
Система управления добавляет количество топлива, т.к. реагирует на высокое напряжение на датчике (двигатель холодный). Оказалось, что в системе охлаждения мало жидкости, датчик «оголён». Просто добавлен до нормального уровень охлаждающей жидкости и обороты нормализуются.
А\м ФОРД — охлаждающая жидкость попадала в масло нетрадиционным путём — через систему охлаждения масла, расположенную вокруг масляного фильтра.
А\м ФОРД — после прогрева двигателя переставал работать один цилиндр. Замена свечи и другие работы приводили к положительному результату (к определению неисправности это не имело отношения, просто за время проведения работ двигатель остывал) — цилиндр начинал работать и клиент уезжал. На следующий день он снова у нас. Оказалось — трещина в головке блока в районе выпускного клапана неработающего цилиндра. Пока двигатель холодный — всё в норме. При прогреве — трещина увеличивалась и начинала пропускать охлаждающую жидкость в цилиндр. Смесь обеднялась и начинались перебои в работе, а затем полностью отключался цилиндр.
Таких примеров можно приводить много, они есть в практике каждого авторемонтника. Главный вывод должен сделать себе каждый, кто серьёзно занят авторемонтом — замечать и анализировать всё значительное и незначительное, т.к. эти позиции могут резко поменяться местами.
Потек радиатор: что брать взамен?
Чем заменить вышедший из строя радиатор? В магазинах автозапчастей нынче можно встретить весьма широкий ассортимент радиаторов системы охлаждения, теплообменников системы кондиционирования и интеркулеров. Разбираемся в их многообразии.
Этот экспонат выставочного стенда — полуторамиллионный радиатор Luzar, но совсем скоро его потеснит двухмиллионный.Этот экспонат выставочного стенда — полуторамиллионный радиатор Luzar, но совсем скоро его потеснит двухмиллионный.
Материалы по теме
Когда-то первые вазовские «восьмерки» шокировали практически всех и всем. В том числе своими радиаторами, сделанными… из алюминия!
— Ну, додумались, - качали головами бывалые. - Медный-то запаял и дальше поехал — а с этим что делать? Новый покупать?
С тех пор всё изменилось. Мягкая, тяжелая и дорогая медь полностью уступила место алюминию. А чтобы посмотреть на современное производство радиаторов всех мастей, не нужно ехать за границу — гораздо удобнее посетить Санкт-Петербург. Помимо Медного всадника и Спаса на Крови там есть и завод ПО «Авто-Радиатор», выпускающий более полумиллиона радиаторов Luzar в год.
Трубчатые и пластинчатые
Материалы по теме
С детства помню, что грибы бывают трубчатые и пластинчатые — к примеру, подберезовики и сыроежки. Примерно такая же терминология применяется и в радиаторном мире. Два основных вида радиаторов систем охлаждения — это сборные трубчато-пластинчатые, а также паяные (несборные) трубчато-ленточные. Какие лучше? Давайте разбираться.
Начнем с подберезо… простите, с трубчато-пластинчатых изделий. Больше всего мне понравилось то, что внутрь трубок при производстве вставляют так называемые турбулизаторы. Это закрученные спиралью узкие и длинные пластмассовые пластины, благодаря которым жидкость не проносится вдоль трубки на всех парáх, а совершает сложное движение по спирали, что способствует лучшему теплообмену. А вообще процесс начинают с вырубания охлаждающих пластин из ленты (отечественной, кстати говоря!). Затем полученные пластины надевают на трубки, после чего применяют — необычный термин! — дорнование.
| Дорнование трубок необходимо для исключения воздушного зазора между трубками и ламелями (пластинами). Дорнование трубок необходимо для исключения воздушного зазора между трубками и ламелями (пластинами). | Завальцовка концов опорных доньев на края пластиковых бачков. Завальцовка концов опорных доньев на края пластиковых бачков. |
Дорн — это один из героев Чехова, но тут он точно ни при чем. Так называется стержень, который проталкивают внутрь трубок, увеличивая таким образом их наружный диаметр. Далее на концы трубок устанавливают опорные донья с уже вложенными резиновыми прокладками и концы трубок развальцовывают.
На оба опорных дна монтируют пластмассовые бачки, которые крепят загибанием лапок. Получившиеся радиаторы проверяют избыточным давлением более 2 бар, при этом специальный стенд регистрирует малейшее падение давления. Прошедший испытания радиатор получает индивидуальный номер.
Сборные радиаторы
| высокая жесткость трубки защищены от повреждений пластинами малый процент брака невысокая стоимость материалов | не очень высокая теплоотдача сложная оснастка |
Повысить теплоотдачу удается расположением трубок в шахматном порядке. Если применить плоскоовальные трубки (уже без турбулизаторов), теплоотдача тоже увеличится. Кстати, такие трубки также обрабатывают дорном.
А что сказать о паяных радиаторах (кроме того, что они несборные)? Такие конструкции требуют соединять трубки с охлаждающей лентой и основанием бачков в специальной печке! Конструкция спекается в печи в среде азота, который помогает освободить алюминиевые поверхности от окислов. Далее через совсем тонкие (лапшевидные) прокладки устанавливают бачки.
Паяные радиаторы
| высокая теплоотдача низкая стоимость оснастки нет необходимости в массивной резиновой прокладке (при пластмассовом бачке) | сложный процесс производства (возможен брак при недостаточном соединении трубок с лентами) нет защиты трубок |