Система охлаждения двигателя автомобиля

Оглавление

Повреждения, неисправности и ремонт

Радиатор нельзя назвать самым надежным узлом автомобиля. В процессе эксплуатации на него воздействует много негативных факторов, в том числе механических. К наиболее распространенным повреждениям можно отнести:

  • Загрязнение патрубков и центральной части. В таком случае может потребоваться промывка.
  • Повреждение вентилятора.
  • Накопление грязи и листьев снаружи изделия, из-за чего ухудшается теплоотдача.
  • Повреждение патрубков или самого радиатора с последующим вытеканием ОЖ из системы.
  • Коррозия внутренних элементов. 

При появлении любой из рассмотренных выше проблем высок риск перегрева мотора, поэтому нужен ремонт радиатора автомобиля. Признаком поломки может быть появление течи антифриза или быстрый перегрев мотора при умеренном режиме эксплуатации.

Наиболее сложный случай, когда двигатель «закипает», а из-под капота начинает идти пар. В таком случае необходимо остановиться и выждать время для охлаждения системы. Лишь после этого можно приступать к устранению неисправности. Если проблема произошла в дороге, сделайте следующее:

  • Проверьте герметичность соединения всех трубок.
  • Убедитесь в срабатывании вентилятора охлаждения.
  • Проверьте проводку реле и температурный датчик.
  • Долейте необходимый объем ОЖ. Будьте осторожны, ведь высок риск разбрызгивания раскаленной жидкости.

Ремонт лучше доверить профессионалам. Если нет возможности обратиться на СТО, можно использовать эпоксидную смолу или «холодную сварку». Предварительно необходимо слить ОЖ с системы и демонтировать устройство с машины для более удобного доступа.
Существуют и другие способы ремонта:

  • Сварка. Применяется при наличии небольшого повреждения. Подходит для медных или латунных устройств. Для работы требуется газовая горелка и обезжириватель. При выполнении аргоновой сварки на алюминиевом «охладителе» нужна алюминиевая проволока.
  • Замена. В ситуации, если трубка повреждена по всей длине, запаять радиатор автомобиля или заварить отверстие не получится. Единственный способ решения проблемы — замена старой трубки на новую.

Принимая решение о необходимости и способе ремонта необходимо оценить повреждение. В наиболее сложных случаях может потребоваться замена всего радиатора.

Распространённые поломки термостата

Следующий шаг на пути к простой проверке термостата — знакомство с основными его неисправностями. Здесь тоже всё довольно легко, так как у столь простого узла может быть всего пять возможных поломок. Знать их полезно не только ради проверки, но и для понимания последствий той или иной неисправности. Тем боле, что некоторые из них могут привести к весьма дорогому ремонту.

Заклинивание в открытом состоянии

Эта неисправность термостата встречается чаще других. Заключается она в том, что клапан термостата в один прекрасный момент открывается полностью, и навсегда остаётся в таком состоянии. Происходит такое потому, что усилия пружины недостаточно, чтобы вернуть тарелку на своё исходное место. Как правило, причиной служит коррозия, накипь или твердение жидкости в капсуле.

Косвенные признаки заклинивания термостата в открытом состоянии:

  1. Мотор долго не выходит на рабочую температуру даже в тёплое время года.
  2. В морозы вообще не прогревается до нормы.
  3. Печка либо еле греет, либо постоянно дует холодным воздухом.
  4. Мощность двигателя снижается.
  5. Расход топлива повышается.

Последствия поломки:

  1. Ухудшается текучесть моторного масла.
  2. Сокращается общий ресурс двигателя.
  3. Автомобиль становится некомфортным в зимнее время года.

Если рассуждать в целом, то заклинивание термостата в полностью открытом положении — это не критически опасная поломка. Машина с ней может проездить долго и безотказно. Собственно говоря, много кто так и ездит, а о проверке термостата задумываются лишь с приходом холодов.

Заклинивание в закрытом состоянии

Это, пожалуй, самая опасная неисправность термостата. Когда охлаждающая жидкость остаётся «запертой» в малом контуре, перегрев двигателя неизбежен. Случается такое по нескольким причинам. Опять же, накипь и коррозия. А также капсула с жидкостью иногда перестаёт быть герметичной, и из-за этого не может выполнять свою работу

С такой поломкой проездить долго не получится, а потому очень важно всегда помнить о том, как её своевременно выявить

Косвенные признаки заклинивания термостата в закрытом положении:

  1. Стрелка на панели приборов зашкаливает.
  2. При наличии загораются соответствующие сигнальные лампы или ошибки.
  3. Мотор может терять приёмистость, стабильность и даже глохнуть.
  4. При работающей печке в салоне возможен едкий запах антифриза.
  5. Белый пар из-под капота.

Последствия поломки зависят от того, на какой стадии она будет замечена. Если своевременно, то ничего страшного не произойдёт. Хотя и дальше ехать своим будет сложновато, а летом практически невозможно. Если же заклинивание термостата в закрытом состоянии прозевать, двигатель попросту перегреется и либо заглохнет, либо сломается. В общем — опасная неисправность.

Преждевременное открывание или закрывание

У исправного термостата момент открывания и закрывания наступает при определённых температурах, «комфортных» для двигателя. Если же клапан срабатывает раньше времени, то показатели охлаждающей жидкости постоянно выходят за пределы оптимального диапазона. Поломка эта не такая страшная, как заклинивание в закрытом состоянии, тем не менее…

Когда термостат начинает приоткрываться или закрываться раньше времени:

  1. Двигатель не прогревается до рабочей температуры, как положено.
  2. Печка никогда не греет на максимум.
  3. Чуть повышается расход топлива.

В принципе, ничего страшного. Но неприятно. Причиной такой неисправности чаще всего становится естественный износ термостата. Хотя иногда попадается брак, и он чудит описанным образом сразу «из коробки».

Позднее открывание или закрывание

В этом случае всё наоборот — двигатель регулярно, хоть и не критично, перегревается, а из печки воняет палёным антифризом. Причины поломки аналогичные. Естественный износ или брак. Сюда стоит также добавить неправильно подобранный термостат. Такое иногда случается, так как вполне реально найти для своей машины подходящий по размерам вариант. Устанавливается он легко (ну или с помощью небольшой доработки напильником), а вот температуры, при которых он открывается и закрывается — рассчитаны для другого двигателя.

Неполное открывание или закрывание

Крайне редко встречающаяся поломка. Опасна только в том случае, если термостат неполностью открывается. Понятно, что рано или поздно это приведёт к перегреву двигателя. Если же клапан закрывается неполностью, то будет почти то же самое, что и в случае преждевременного срабатывания. Поэтому повторяться не будем. Приступим к проверке.

Насос охлаждающей жидкости

Для разборки насоса: — отсоедините корпус насоса от крышки; — закрепите крышку в тисках, используя прокладки, и снимите крыльчатку валика съёмником А.40026; — снимите ступицу шкива вентилятора с валика при помощи съёмника А.40005/1/5; — выверните стопорный винт и выньте подшипник с валиком насоса; — удалите сальник из крышки корпуса.

Проверьте осевой зазор в подшипнике (не должен превышать 0,13 мм при нагрузке 49Н (5 кгс)), особенно если отмечался значительный шум насоса. При необходимости подшипник замените. Сальник насоса и прокладку между насосом и блоком цилиндров при ремонте рекомендуется заменять. Осмотрите корпус и крышку насоса деформации или трещины не допускаются

Сборка насоса: — установите оправкой сальник, не допуская перекоса, в крышку корпуса; — запрессуйте подшипник с валиком в крышку так, чтобы гнездо стопорного винта совпало с отверстием в крышке корпус насоса; — заверните стопорный винт подшипника и зачеканьте контуры гнезда, чтобы винт не ослабевал; — напрессуйте с помощью приспособления А.60430 на валик ступицу шкива, выдержав размер 84,4+0,1 мм. Если ступица из металлокерамики, то после снятия напрессовывать только новую; — напрессуйте крыльчатку на валик с помощью приспособления А.60430, обеспечивающего технологически зазор между лопаткам крыльчатки и корпусом насоса 0,9-1,3 мм; — соберите корпус насоса с крышкой, установите между ними прокладку.

Что заливать в систему охлаждения двигателя?

Для начала давайте вспомним, что залито в вашу систему охлаждения? Еще не так давно можно было довольно часто встретить автомобили с водой в системе охлаждения двигателя вместо антифриза. К счастью, в наши дни применение воды в качестве охлаждающей жидкости стало скорее исключением из правил. Обычно ее используют в аварийных ситуациях, когда что-то в систему залить нужно, а антифриза под рукой нет.

Если сравнивать характеристики воды и специальной охлаждающей жидкости (антифриза), то последняя имеет массу преимуществ – это и более высокая температура кипения, и низкая температура замерзания, и наличие в составе смягчающих и антикоррозионных присадок, предотвращающих образование накипи и ржавчины в системе охлаждения двигателя.

С этим вопросом мы определились – никакой воды в системе охлаждения двигателя! Но стоит иметь в виду, что долговечность работы системы во многом зависит и от качества охлаждающей жидкости. Не стоит покупать первую попавшуюся канистру с надписью «Антифриз» или «Тосол», отдавать предпочтение нужно только продукции надежных производителей, имеющих все необходимые сертификаты.

Большинство поддельных жидкостей содержат в своем составе агрессивные кислоты, которые со временем разъедают не только детали охлаждающей системы, но и приводят к появлению «раковин» даже в головке блока цилиндров двигателя! Поэтому экономить на антифризе мы вам не советуем.

Также одним из важных критериев качества охлаждающей жидкости является наличие в её составе специальных флуоресцентных добавок, которые помогают обнаруживать течи в системе охлаждения двигателя. Так как система должна быть герметичной, то течи в ней недопустимы.

Что такое система охлаждения двигателя и как работает

По сути это система, интегрированная с двигателем. Она отводит избыточное тепло с помощью специальной жидкости.

В системе жидкостного охлаждения двигатель окружен водяными рубашками. С помощью насоса эта вода циркулирует в этой водяной рубашке.

Вода, текущая в этих рубашках, отводит тепло от двигателя. Эта горячая вода затем течет через радиатор, где охлаждается от холодного тепла, выдуваемого через вентилятор.

В этой системе вода отбирает тепло у двигателя, и охлаждается воздухом, а затем снова циркулирует в двигателе.

Это косвенный процесс охлаждения, когда фактическое охлаждение, то есть воздух, не охлаждает систему напрямую. При этом воздух охлаждает воду, а вода охлаждает двигатель.

Система жидкостного или непрямого охлаждения используется в больших двигателях, в таких как легковые и грузовые автомобили.

Преимущества жидкостной системы охлаждения

  1. Компактный дизайн.
  2. Обеспечивает равномерное охлаждение двигателя.
  3. Двигатель может быть установлен в любом месте автомобиля.
  4. Может использоваться как на малых, так и на больших двигателях.

Недостатки системы жидкостного охлаждения

  1. В ней водяная рубашка становится еще одной частью двигателя. При этом в случае выхода из строя системы охлаждения двигатель может получить серьезные повреждения.
  2. Она требует регулярного технического обслуживания и, таким образом, создает дополнительные расходы на обслуживания.

Антифриз для автомобиля

Антифризы – это морозоустойчивые жидкие растворы, предназначенные для регулирования термического состояния двигателя, и сохраняющие свои эксплуатационные характеристики на протяжении всего срока службы. Основным преимуществом охлаждающих жидкостей является их способность в момент кристаллизации превращаться в пластичную массу, которая при расширении не разрушает каналы рубашки охлаждения.

Основой для производства антифризов служат одно- и двухатомные спиртовые соединения:

• этиленгликоль; • пропиленгликоль; • соли органических карбоновых кислот.

Для придания перечисленным веществам морозостойкости, их смешивают с дистиллированной водой и модифицирующими присадками. Применение модификаторов обусловлено приданием антифризу специальных свойств с учетом технических требований, предъявляемых к автомобилю в период эксплуатации. Тип добавок и их структурные составляющие определяют сферу использования ОЖ.

В зависимости от материала, на базе которого изготавливались реагенты, они делятся на три вида:

1. Органические. 2. Гибридные. 3. Неорганические.

Охлаждающие смеси на основе неорганических веществ – это составы с пакетом присадок, в которых присутствуют соли силикатных соединений. Примером низкозамерзающих жидкостей этой группы служит – Тосол. Применение «Тосола» допускается только для старых моделей автомобилей, укомплектованных медным радиатором.

Жидкость не рекомендуется применять для моторов, корпус и радиатор которых изготовлен из алюминиевых сплавов. Кроме того, ОЖ с неорганическими присадками быстро теряют свои свойства. Результатом таких изменений могут быть: помутнение раствора, появление осадка, кислотные или щелочные отложения на внутренних поверхностях рубашки охлаждения блока цилиндров.

Хорошей заменой неорганическим смесям служат карбоксилатные антифризы, изготовленные на основе производных органических карбоновых кислот. Отличие таких растворов в том, что они создают защитную пленку не по всей поверхности, а только на участках, где активно коррозионное воздействие. Это свойство жидкостей позволяет сократить расход модификаторов и тем самым увеличить срок использования ОЖ.

Средний вариант между органическими и неорганическими смесями занимают жидкости, изготовленные по гибридной технологии. Набор добавок у таких композитов может включать как соли силикатов, фосфатов, аминов, так и соли органических кислот.

Охлаждающие жидкости производятся в форме готовых к применению растворов, тарой для них служат емкости, изготовленные из химически стойких полимерных материалов. Отдельный вид антифриза составляют концентрированные составы, которые для приведения в рабочее состояние необходимо разбавить дистиллированной водой. Соотношение веществ рассчитывается заводом изготовителем и указывается на тыльной стороне резервуара.

Для удобства применения смесей, отличающихся между собой свойствами, их принято окрашивать в разные цвета. У каждого из производителей ОЖ может быть своя цветовая гамма, поэтому совпадение колера жидкости не может служить показателем совместимости растворов.

Схема, элементы системы охлаждения и их работа

Основные элементы, из которых состоит схема системы охлаждения двигателя, встречаются и схожи у разных типов моторов: инжекторных, дизельных и карбюраторных.

Общая схема жидкостной системы охлаждения двигателя

Жидкостное охлаждение мотора дает возможность в равной мере забирать тепло со всех узлов и деталей двигателя не зависимо от степени тепловой нагрузки. Двигатель с использованием водяного охлаждения создает меньше шума, чем двигатель с воздушным охлаждением, обладает большей скоростью прогрева при пуске.

Система охлаждения двигателя содержит следующие детали и элементы:

  • рубашка охлаждения (водяная рубашка);
  • радиатор;
  • вентилятор;
  • термостат;
  • жидкостный насос (помпа);
  • расширительный бачок;
  • соединительные патрубки и сливные краны; 
  • отопитель салона.
  • Рубашкой охлаждения («водяной рубашкой») принято считать сообщающиеся между двойными стенками полости в тех местах, где наиболее нужен вывод избыточного тепла.
  • Радиатор. Предназначен для рассеивания тепла в окружающую атмосферу. Он конструктивно состоит из множества изогнутых трубочек с дополнительными ребрами для увеличения теплоотдачи.
  • Вентилятор, включающийся электромагнитной, реже гидравлической муфтой, при срабатывании температурного датчика охлаждающей жидкости усиливает набегающий на авто воздушный поток. Вентиляторы с “классическим” (постоянно включенным) ременным приводом встречаются в наши дни редко, в основном, на старых автомобилях.
  • Центробежный жидкостный насос (помпа) в системе охлаждения обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости. Привод помпы чаще всего реализован с помощью ремня или шестерней. Двигатели с турбонаддувом и с непосредственным впрыском топлива, как правило, снабжены дополнительной помпой.
  • Термостат – главный узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, устанавливается обычно между входным патрубком радиатора и «водяной рубашкой» двигателя, конструктивно выполнен в виде биметаллического или электронного клапана. Назначение термостата – поддержание заданного рабочего температурного диапазона охлаждающей жидкости при всех режимах работы двигателя.
  • Радиатор отопителя очень похож на радиатор системы охлаждения меньших размеров и расположен в салоне авто. Принципиальное отличие состоит в том, что радиатор отопителя передает тепло в салон, а радиатор системы охлаждения – в окружающую среду.

Принцип работы

Принцип работы жидкостного охлаждения двигателя состоит в следующем: цилиндры окружены «водяной рубашкой» из охлаждающей жидкости, отбирающей лишнее тепло и переносящей его к радиатору, откуда оно передается в атмосферу. Жидкость, непрерывно циркулируя, обеспечивает оптимальную температуру двигателя.

Принцип работы системы охлаждения двигателя

Охлаждающие жидкости – антифризы, тосол и вода – в процессе эксплуатации образуют осадок и накипи, нарушающие нормальную работу всей системы.

Вода не бывает химически чистой в принципе (за исключением дистиллированной) – в ней содержатся примеси, соли и всевозможные агрессивные соединения. При повышенной температуре они выпадают в осадок и образуют накипь.

В отличие от воды антифризы не создают накипи, но в процессе эксплуатации разлагаются, а продукты распада отрицательным образом сказываются на работе механизмов: на внутренних поверхностях металлических элементов появляется коррозионный налет и наслоения органических веществ.

Кроме этого, в систему охлаждения могут попадать различные посторонние загрязняющие субстанции: масло, моющие средства или пыль. Также могут попасть и специальные герметики, используемые для аварийной заделки повреждений в радиаторах.

Все эти загрязнения оседают на внутренних поверхностях узлов и агрегатов. Они характеризуются плохой теплопроводностью и забивают тонкие трубки и соты радиатора, нарушая эффективную работу системы охлаждения, что приводит к перегреву двигателя.

Видео о том, как устроено охлаждение мотора, принцип работы и неисправности

Ещё кое-что полезное для Вас:

  • Плохо греет печка в салоне, причины, что делать и профилактика
  • Почему двигатель автомобиля не заводится: как найти причину
  • Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы

Охлаждение масла

Система смазки в современных автомобильных моторах, помимо своей главной задачи — смазки трущихся деталей, — выполняет еще одну – теплоотводную: моторное масло отбирает часть тепла от работающих сопряженных частей мотора. Во многих современных двигателях даже предусмотрен собственный маслоохладитель, который в иных технологических картах и наставлениях так и называется — масляный радиатор.

Применяется ли сегодня воздушное охлаждение?

Да, применяется, и вполне успешно. В современном моторостроении различают два их типа: естественное (обдувом набегающего воздуха) и принудительное (при помощи вентиляторов).

В автомобилестроении можно вспомнить некоторые модели Volkswagen Group — Porsche, Beetle, он же – Kafer, а также итальянский Fiat-500, французский Citroën 2CV, чешскую легковушку Tatra-613 или родной и до боли знакомый всенародный автомобиль СССР — Запорожец.

История моторостроения может вспомнить и тракторные двигатели с воздушным охлаждением, а также грузовые автомобили с многоцилиндровыми дизельными моторами. Та же, например, чешская 12-тонная Tatra выпускалась вплоть до 2010 годов и до сих пор «в строю». К слову, кабина водителя этого самосвала нагревается специальным электрическим отопителем, а салон Запорожца — автономным… бензиновым.

На фото — «тот самый» 8-цилиндровый V-образный дизельный силовой агрегат Tatra с непосредственным воздушным охлаждением. Рабочий объем 12,7 литра с турбонаддувом и интеркулером, мощностью — от 312 до 442 л.с., с крутящим моментом — от 1400 до 2100 Нм, в рамках соответствия требованиям стандартов от Евро 2 до Евро 5.

Типы систем охлаждения

  • механизм распределения потоков топливовоздушной смеси и отработавших газов — называется ГРМ;
  • кривошипно-шатунный (КШМ) — это механизм «координации» движения поршней в цилиндрах с работой систем питания и, если это предусмотрено конструкцией — системы зажигания;
  • система питания;
  • система смазки;
  • система зажигания — только для бензиновых (инжектор и/или карбюратор) и газовых ДВС, в дизельных эта система не нужна;
  • система теплоотвода, то есть — охлаждения.

https://youtube.com/watch?v=EK7_GSpECNo

В момент возгорания рабочей смеси температура в цилиндрах может достигать выше 2000° (двух тысяч градусов) Цельсия, а система охлаждения призвана поддерживать расчетный температурный баланс, который колеблется от 90 до 120 градусов. С точки зрения теоретической механики, применяемые в современных ДВС жидкостные системы, на самом деле, являются гибридными или комбинированными. Однако на практике, да и сами сервисмены, называют ее жидкостной, а чаще — водяной, хотя вместо воды уже давно используют антифризы.

Жидкостные системы охлаждения — специфика

Почему вода? Почему водяная система охлаждения двигателя? Ответ очевиден, в автомобильных моторах как раз она и была. Еще и сегодня ездят по нашим дорогам автомобили старых конструкций, в которых даже не был предусмотрен расширительный бачок. За ненадобностью. А рабочая температура колебалась в районе 70-90 градусов. В современных же ДВС применяется так называемая герметичная система, и повышенное давление (до 1,4 атмосферы) позволяет современным антифризам не кипеть при температурах до 120 градусов и — конечно же — не замерзать до минус 70-80 градусов по Цельсию.


Подавляющее большинство жидкостных систем охлаждения работают от центробежного водяного насоса (помпы), а также под действием естественных законов физики — конвекции, нагревания и охлаждения.

Промывка

Промывка системы охлаждения двигателя — процесс, которым очень многие водители нередко пренебрегают, что рано или поздно может вызвать фатальные последствия.

Производить подобные работы рекомендуется одновременно с заменой охлаждающей жидкости

Принимая во внимание модель автомобиля и его марку, делать это необходимо от 1-го раза в календарный год до одного раза в три года

Признаки того, что пора промывать

  1. Если стрелка указателя температуры находится не в середине, а стремится к красной зоне во время движения;
  2. В салоне холодно, печка отопления не дает достаточную температуру;
  3. Вентилятор радиатора включается слишком часто

Промыть систему охлаждения простой водой невозможно, поскольку в системе концентрируются загрязнения, которые не удаляются даже водой, нагретой до высоких температур.

Накипь удаляется с помощью кислоты, а жиры и органические соединения – исключительно щелочью, заливать же в радиатор одновременно оба состава нельзя, так как они согласно законам химии взаимонейтрализуются. Производители средств для промывки, пытаясь решить эту проблему, создали целый ряд средств, которые условно можно разделить на:

  • щелочные;
  • кислотные;
  • нейтральные;
  • двухкомпонентные.

Первые два слишком агрессивны и в чистом виде почти не используются, так как опасны для системы охлаждения и требуют нейтрализации после использования. Реже встречаются двухкомпонентные виды очистителей, содержащие оба раствора — щелочной и кислотный, которые заливаются поочередно.

Наибольшую востребованность имеют нейтральные очистители, не содержащие в своем составе сильных щелочей и кислот. Эти средства обладают разной степенью эффективности и могут использоваться как для профилактики, так и для капитальной промывки охлаждающей системы мотора от сильных загрязнений.

Промывка системы охлаждения

Промывка системы охлаждения

  1. Сливается антифриз, тосол или вода. Перед этим необходимо на пару минут завести двигатель.
  2. Залить в систему воду и очиститель.
  3. Включить двигатель на 5-30 минут (зависит от марки очистителя) и включить обогрев салона.
  4. По истечении обозначенного в инструкции времени двигатель нужно заглушить.
  5. Слить отработанный очиститель.
  6. Произвести промывку водой либо специальным составом.
  7. Залить свежую охлаждающую жидкость.

Работы по промывке системы охлаждения просты и доступны: их могут выполнять даже неопытные автовладельцы. Эта операция существенно продлевает моторесурс двигателя и поддерживает его эксплуатационные характеристики на высоком уровне.