Высокое давление в системе охлаждения двигателя причины
Почему в системе охлаждения двигателя повышенное давление
Вопрос касательно давления в системе охлаждения двигателя является достаточно частым, так как проблемы с указанной системой или нарушения в работе ее отдельных компонентов нередко приводят к перегреву двигателя, разрыву патрубков, шлангов, радиатора, расширительного бачка и т.д.
Простыми словами, часто от автолюбителей можно услышать, что шланг или бачок лопнул от высокого давления. В этой статье мы рассмотрим, как работает система охлаждения мотора, откуда в ней берется давление и почему оно образуется.
Содержание статьи
- Какое давление в системе охлаждения двигателя
- Советы и рекомендации
Какое давление в системе охлаждения двигателя
Итак, двигатели внутреннего сгорания являются тепловой машиной, то есть энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. При этом КПД двигателей данного типа (особенно бензиновых) достаточно низкий, так как полезная энергия в большой степени расходуется на нагрев и трение сопряженных деталей.
Что касается нагрева, двигатель нуждается в эффективном охлаждении. Если детали перегреются, зазоры между ними уменьшаются в результате температурного расширения. В том случае, когда силовой агрегат сильно перегрет, мотор попросту заклинивает.
Для отвода избыточного тепла в современных ДВС используется комбинированная система охлаждения, которая состоит из воздушной и жидкостной систем. В жидкостной системе реализована циркуляция специальной охлаждающей жидкости (тосол, антифриз) по каналам в блоке и ГБЦ.
Под воздушной системой следует понимать вентилятор системы охлаждения, который включается при определенном нагреве и охлаждает двигатель путем его обдува потоком воздуха. Что касается жидкостной системы, охлаждающая жидкость циркулирует в данной системе под определенным давлением.
Примечательно то, что давление внутри системы охлаждения создается не специально (принудительно), а является результатом особенностей работы данной системы. Кстати, для поддержания нормального температурного баланса для двигателя важно не давление, а нормальная циркуляция ОЖ по системе.
Так вот, охлаждающая жидкость в системе нагревается. От нагрева происходит расширение, уровень жидкости в системе поднимается. С учетом того, что жидкостная система является закрытой, не трудно догадаться, что с нагревом ДВС и самой жидкости антифриз/тосол сильно расширяется и увеличивается в объеме (до 20%). В результате образуется давление внутри.
Более того, герметичность и давление в системе позволяет повысить температуру кипения охлаждающей жидкости. Простыми словами, если при атмосферном давлении ОЖ или вода закипит при 100 градусах по Цельсию, то с учетом повышенного давления точка кипения сдвигается в большую сторону.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему двигатель греется, а радиатор холодный. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах, по которым происходит перегрев мотора, при этом радиатор охлаждения не нагревается.
Например, давление в 1.5 атмосферы означает, что ОЖ закипит при 110 градусах, увеличение давления еще на 0. 5 атм. отодвинет точку кипения еще на 10 градусов и т.д. Если добавить, что в современных антифризах пакет присадок позволяет улучшить также свойства самой жидкости, температурой кипения нередко является отметка около 130-140 градусов при нужном давлении. Это позволяет увеличить температуру срабатывания термостата, делая моторы более «горячими», производительными и одновременно экологичными.
Идем далее. На разных двигателях рабочее давление внутри системы охлаждения может отличаться от 1.2 до 2.0 атм. или даже больше (другими словами, от 1.2 до 2.0 Бар). Данный показатель зависит от конструктивных особенностей ДВС, свойств самой ОЖ, температуры термостатирования и т.д. При этом давление создает сама жидкость при нагреве в замкнутом контуре.
При этом избытки давления сбрасывает в атмосферу специальный клапан, который находится в крышке расширительного бачка. Обратите внимание, важно понимать, что от данного клапана и общей герметичности самой системы напрямую зависит ее работоспособность и эффективность охлаждения мотора.
Простыми словами, если система герметична, клапан контролирует давление внутри системы, не допуская образования избыточного давления, что и препятствует разрыву патрубков, радиатора или самого расширительного бачка и т.п.
Еще одной функцией крышки бачка является выравнивание давления после того, как двигатель заглушен и ОЖ начинает остывать. Уровень остывающей ОЖ понижается, во время остывания в закрытой системе неизбежно образуется разрежение. Вполне очевидно, что это также приведет к проблемам. Чтобы выровнять давление, клапан в крышке расширительного бачка открывается, через него происходит забор наружного воздуха.
Советы и рекомендации
Итак, если в процессе эксплуатации ТС было замечено, что антифриз выдавливает в каком-либо месте, частой причиной является избыточное давление в системе охлаждения двигателя. При этом если явной течи антифриза нет, тогда диагностику необходимо начинать с крышки расширительного бачка.
Особенно часто проблемы с крышкой проявляются таким образом, что антифриз или тосол выдавливает из-под самой крышки (как при работе горячего ДВС, так и после остывания силовой установки). Также частой ситуацией является такая, когда в результате нарушения давления в системе срывает какие-либо патрубки или шланги.
Напоследок отметим, что подсос воздуха в системе охлаждения, а также попадание газов из камеры сгорания в расширительный бачок являются достаточно распространенными неисправностями, которые также нарушают работоспособность жидкостной системы охлаждения и часто становятся причинами снижения уровня ОЖ и перегрева двигателя.
Как правило, нарушение герметичности по причине недостаточно затянутых хомутов на патрубках, трещины шлангов и патрубков и т.д. приводят к тому, что рабочее давление в системе охлаждения понижается и антифриз начинает кипеть. Это часто сопровождается бурлением в расширительном бачке.
Если же газы из цилиндров попадают в систему, нередко происходит критическое повышение давления, в результате чего давит тосол или антифриз, патрубки или радиатор может попросту разорвать. В этом случае частой причиной оказывается пробитая прокладка ГБЦ, трещины в самом блоке или головке блока цилиндров.
Давление в системе охлаждения двигателя
Двигатель внутреннего сгорания нуждается в эффективном отводе тепла во избежание поломок. Эта задача возлагается на его систему охлаждения. Одна из характеристик, позволяющих судить о ее исправности — стабильное, заложенное производителем давление в системе охлаждения двигателя. Смысл и важность этого параметра и будет рассмотрен в рамках данной статьи. В качестве наглядного пособия выступит 8-клапанный полуторалитровый двигатель автомобиля ВАЗ-2110.
Содержание
- Для чего нужно давление
- Каким должно быть нормальное давление
- Причины повышенного и пониженного давления в системе охлаждения
- Почему давление высокое
- Почему давление отсутствует
- Как обнаружить утечки
Для чего нужно давление
Казалось бы, зачем давление в системе охлаждения, ведь все, что требуется – обеспечить непрерывную циркуляцию антифриза, чтобы он нагревался, проходя через водяную рубашку блока цилиндров, и охлаждался в радиаторе потоком встречного воздуха при движении автомобиля, или воздухом, нагнетаемым вентилятором.
Поначалу так и было: в радиатор заливалась вода, и машина отправлялась в путь. Лет восемьдесят назад не было ничего необычного в стоящей на обочине машине, из-под капота которой валит пар, а фраза «мотор закипел» у всех вызывала понимание. Продолжить движение водитель мог либо залив в радиатор холодной воды, либо дождавшись, когда остынет та, что залита в систему охлаждения.
Причина проста: температура кипения воды при атмосферном давлении, как известно, составляет 100 градусов Цельсия, антифризы, изготавливающиеся на основе спиртов, закипают при температуре 110–115 градусов. Охлаждающая жидкость, проходя через систему охлаждения, не успевает остывать и в результате закипает. Причем чем выше нагрузка на мотор, тем быстрее.
Из школьного курса физики известно, что повышенное давление увеличивает температуру кипения жидкости. Даже небольшого повышения давления достаточно, чтобы «отодвинуть» температуру кипения на 5-10 градусов.
Так, у ВАЗ-2110 давление в исправной системе охлаждения должно составлять порядка 1,2 атм.
Каким должно быть нормальное давление
Давление в системе охлаждения двигателя автомобиля невозможно повышать до бесконечности, поскольку слишком высокое в итоге приведет к разрыву наиболее слабых ее элементов. В норме оно должно составлять 1,2–1,4 атм. По мере нагрева антифриза и достижения им температуры кипения, давление достигает критического значения. В этот момент его необходимо сбросить, чтобы избежать выхода из строя сначала системы охлаждения, а затем заклинивания поршней в цилиндрах, и как следствие, поломки последнего.
Для поддержания давления в допустимых пределах, в крышку расширительного бачка (у ВАЗ-2110), или радиатора монтируется воздушный клапан.
Он имеет простое устройство:
- внутри корпуса, имеющего одинаковые отверстия сверху и снизу, располагается шарик размером чуть больше отверстий.
- Вес шарика подбирается таким образом, чтобы при достижении давления 1,5 атм он поднимался, открывая нижнее отверстие и стравливая в атмосферу воздух из системы охлаждения.
- В то же время пока охлаждающая жидкость не нагрелась, шарик закрывает нижнее отверстие, а верхнее остается открытым, обеспечивая приток атмосферного воздуха и обеспечивая более быстрый нагрев антифриза.
Работоспособность клапана необходимо периодически проверять, особенно на старых автомобилях. Проверка выполняется очень просто: достаточно потрясти крышку расширительного бачка или радиатора и прислушаться. Если шарик гремит – клапан исправен.
Сейчас наиболее распространен вариант крышки, в устройстве которой имеется два клапана (впускной и выпускной). При повышении давления открывается выпускной клапан, и излишки скидываются из системы. При падении же ниже атмосферного, начинает работать впускной.
Часто из-за нарушения работы клапанов система перестает правильно функционировать. При этом даже новая крышка не гарантирует того, что все будет работать как положено. Зачастую владельцы автомобилей жалуются на то, что расширительный бачек лопается. Вызвано это может быть как неправильной работой клапанов крышки, так и браком самого бачка (тонкие стенки).
Момент срабатывания клапанов напрямую зависит от жесткости пружин, поэтому умельцы регулируют время срабатывания путем отрезания от нее лишних витков.
Пренебрегать периодическими проверками не стоит, поскольку в самый неподходящий момент клапан может заклинить или в открытом состоянии, или в закрытом. В первом случае система охлаждения потеряет герметичность, в результате температура кипения антифриза значительно понизится, и мотор попросту «закипит» посреди дороги.
При этом в системе могут образоваться паровоздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции антифриза, а это может вызвать локальный перегрев двигателя и деформацию различных его элементов. Во втором случае в замкнутой системе создается слишком большое давление, которое способно повлечь ее повреждение.
Причины повышенного и пониженного давления в системе охлаждения
Почему давление высокое
Избыточное давление в системе охлаждения двигателя может возникнуть лишь по одной причине: неработоспособный воздушный клапан в крышке радиатора или расширительного бачка заклинило в закрытом состоянии.
Поскольку иного способа удалить лишний воздух не существует, исправность клапана нужно периодически проверять. Теоретически, ремонту эта деталь не подлежит и в случае выхода из строя меняется, как правило, вместе с крышкой. Специалисты рекомендуют во избежание внезапных поломок менять крышку радиатора раз в два года.
Как показывает гаражный опыт, жидкость для очистки карбюраторов неплохо справляется с отложениями, образующимися в клапане, и способна вернуть его к жизни.
Почему давление отсутствует
Когда давления в системе охлаждения нет, это говорит о том, что она не герметична, а установить причину может оказаться сложнее.
- Прежде всего, следует опять-таки проверить исправность воздушного клапана.
- Если он исправен, необходимо исследовать систему охлаждения двигателя на наличие утечек (об их наличии свидетельствует постоянно убывающий уровень антифриза).
Как обнаружить утечки
Начать можно с визуального осмотра элементов системы охлаждения, однако, если течь не сильная, осмотр вряд ли даст результат. Наиболее надежный способ выявить слабое место – создать повышенное давление и смотреть, откуда польется антифриз. Во избежание ожогов, двигатель автомобиля должен быть холодным.
В гаражных условиях для этого потребуется насос с манометром или компрессор. От расширительного бачка нужно отсоединить патрубок, подходящий к нему сверху, и вместо него подсоединить шланг насоса. Отсоединенный патрубок нужно заткнуть подходящим по диаметру болтом и зафиксировать болт хомутом. После этого можно нагнетать давление и смотреть, откуда появится течь. Кстати, при достижении отметки 1,5 атм должен сработать воздушный клапан.
Допустим, явных утечек охлаждающей жидкости нет, значит, следует проверить пол в салоне, антифриз может уходить через прохудившийся радиатор отопителя. Если в салоне следов охлаждающей жидкости тоже нет, остается осмотреть блок цилиндров и, в последнюю очередь, цилиндры изнутри, вывернув предварительно свечи. Нелишним будет проверить и уровень моторного масла: при внутренних утечках он повышается, поскольку антифриз попадает в картер двигателя.
Что вызывает повышение давления в системе охлаждения?
Что вызывает повышение давления в системе охлаждения ? Ответ: тепло. Когда вы нагреваете жидкость или газ, находящиеся в замкнутом пространстве, они расширяются и создают давление. Точно так же работает хладагент в системе охлаждения вашего автомобиля.
Хотите знать, как происходит повышение давления? Продолжай читать.
Что вызывает слишком высокое давление в системе охлаждения?
Трудно поверить, что такая простая деталь, как крышка радиатора, может повысить температуру кипения охлаждающей жидкости примерно на 45°F (25°C). Он работает так же, как скороварка повышает температуру кипения воды. В большинстве автомобилей крышка установлена на 15 фунтов на квадратный дюйм и работает как клапан сброса давления.
Крышка радиатора действует как напорный клапан (Источник фото: liveabout)ПОДРОБНЕЕ
- Возможные причины утечки жидкости из радиатора
- Промывка системы охлаждения автомобиля
Крышка действует как напорный и предохранительный клапан. Когда давление в системе охлаждения превышает безопасный предел, предохранительный клапан на крышке открывается, чтобы слить лишнюю охлаждающую жидкость. В наши дни автомобили имеют рекуперативный бак для хранения слитой охлаждающей жидкости.
Как происходит повышение давления?
Итак, что вызывает повышение давления в системе охлаждения ? Как это работает?
В современных автомобилях система охлаждения не оставляет воздушного пространства в радиаторе. По этой причине охлаждающая жидкость не имеет места для расширения, даже когда она горячая. Откройте крышку радиатора, когда двигатель холодный, и вы увидите, что уровень охлаждающей жидкости касается верхней части фланца крышки.
Остальная часть системы охлаждения состоит из небольшого расширительного бачка и шланга, подсоединяемого к радиатору. Уровень хладагента в баке должен быть на том же уровне, что и «ХОЛОД», когда двигатель холодный.
Когда хладагент расширяется, ему не остается места в радиаторе. Но ему нужно куда-то деваться, чтобы давление в системе охлаждения достигло максимального предела давления клапана крышки радиатора. Затем крышка открывается и пропускает ограниченный поток охлаждающей жидкости в шланг, прикрепленный к расширительному бачку. В баке достаточно места для дополнительной охлаждающей жидкости, даже если это плохой день с очень жаркой погодой.
Что происходит, когда охлаждающая жидкость снова становится холодной?
Вы знаете что вызывает повышение давления в системе охлаждения и куда уходит охлаждающая жидкость после расширения. Но что произойдет, когда он снова остынет?
Хладагент вернется в радиатор после остывания (Источник фотографии: depositphotos)Как и любое другое жидкое вещество, хладагент сжимается при охлаждении. Когда это происходит, охлаждающая жидкость снова течет обратно к радиатору. Как это делается?
Напорный клапан радиатора выполняет двойную функцию. Он позволяет хладагенту поступать в расширительный бачок при повышении давления, а затем инициирует обратный поток, когда давление падает и жидкость становится холодной. В идеале система охлаждения создает вакуум, чтобы открыть подпружиненный клапан, который всасывает охлаждающую жидкость обратно из расширительного бачка в радиатор.
Пять самых распространенных проблем с радиатором
Ваш радиатор — это одна из тех частей автомобиля, о которой вы не задумываетесь, пока с ней не возникнет проблема. Но когда он хочет, он обычно без проблем привлекает ваше внимание. Радиатор, термостат и водяной насос составляют систему охлаждения вашего автомобиля, и если с ними возникнут проблемы, чрезвычайно высокие температуры работающего двигателя приведут к перегреву автомобиля и, скорее всего, к выходу из строя. Ваш двигатель нагревается — около 200 градусов по Фаренгейту — и без чего-либо, охлаждающего его, это тепло может нанести ущерб другим компонентам под капотом.
Радиатор предотвращает перегрев, охлаждая жидкость, обтекающую блок цилиндров и рассеивающую тепло двигателя. Когда вы видите дым, идущий из радиатора, это показатель того, что радиатор не справляется с этой задачей, и в результате автомобиль перегревается.
По этой причине важно знать, каковы некоторые из наиболее распространенных проблем с радиатором, как их избежать и как их устранить, чтобы ваш автомобиль оставался как можно более здоровым.
Утечки
Наиболее распространенной причиной утечек радиатора являются протекающие шланги, но у вас также могут быть утечки в самом радиаторе, что может быть более серьезной проблемой. Охлаждающая жидкость, постоянно текущая от вашего радиатора к горячему работающему двигателю и обратно, создает большое давление. Это повышение давления в конечном итоге приведет к гибели ваших шлангов радиатора.
Шланги либо изнашиваются, либо ослабевают, позволяя охлаждающей жидкости выйти из системы, что в конечном итоге приведет к перегреву. Если вы видите зеленую жидкость под автомобилем или рядом с ним и чувствуете сладкий запах, это признак того, что радиатор негерметичен. Если ваш радиатор слишком сильно проржавел, это может вызвать утечку в корпусе вашего радиатора, даже если шланги не повреждены.
Решение: Регулярно заменяйте шланги радиатора в рамках стандартного обслуживания.
Ржавый радиатор
Если снаружи вашего автомобиля ржавеет, вы обязательно это заметите. Но то, что вы этого не видите, не означает, что этого не происходит в вашей машине. Когда вы смешиваете воздух, металл и жидкость, неизбежно происходит окисление и ржавчина. Все эти ингредиенты присутствуют в вашем радиаторе, а это означает, что ржавчина представляет собой реальную угрозу. Если ваш радиатор слишком заржавел, в нем могут появиться дыры, утечка или иная неисправность.
Если ваша машина слишком греется, проверьте радиатор на наличие ржавчины. Это должно быть легко видно снаружи, но вы также можете определить, станет ли цвет вашей охлаждающей жидкости коричневатым. Если вы эксплуатируете свой автомобиль в холодном климате, вы должны быть особенно бдительны в отношении ржавчины.
Решение: Выполняйте промывку охлаждающей жидкости с помощью Hyper Cool Radiator Cleaner & Super Flush от Hyper Lube каждые 20 000 или 30 000 миль. Этот продукт мгновенно нейтрализует кислоты, вызывающие коррозию. Это означает, что он избавится от существующей ржавчины и поможет предотвратить образование новой ржавчины на вашем радиаторе.
Грязь и другие препятствия
Другой распространенной проблемой радиатора является накопление минеральных отложений, которые чаще называют грязью. Вы узнаете грязь, когда увидите ее — это густая, неприглядная, липкая субстанция, которая, кажется, существует исключительно для того, чтобы засорять вещи. Минеральные отложения, побочные продукты, мусор и другие засоряющие отложения в радиаторе затрудняют подачу охлаждающей жидкости к двигателю. Если ваш автомобиль перегревается или нагревается слишком быстро, и вы не видите проблем со ржавчиной, утечек или отсоединения шлангов, проверьте радиатор на наличие скоплений грязи.
Решение: Опять же, хорошим решением является промывка охлаждающей жидкостью. Так же, как промывка охлаждающей жидкости может избавиться от ржавчины, она также может очистить вашу систему от всего этого мусора. Средство Hy-per Cool Radiator Cleaner & Super Flush очищает всю систему охлаждающей жидкости, удаляет гель охлаждающей жидкости и отложения, а также помогает предотвратить образование накипи и отложений. Обязательно промойте, а не просто слейте и замените охлаждающую жидкость, потому что слив не удалит всю грязь из системы, и вам придется решать проблему снова и снова, поскольку она загрязняет вашу новую охлаждающую жидкость.
Неисправность водяного насоса или термостата
Помните, что ваш радиатор является лишь частью взаимосвязанной системы охлаждения, и все части этой системы должны работать должным образом, чтобы ваш двигатель оставался холодным. Если термостат выйдет из строя, система не будет знать, когда выпустить жидкость в радиатор, а если водяной насос выйдет из строя, в системе не будет давления, необходимого для циркуляции охлаждающей жидкости. Если произойдет одно из этих событий, радиатор не будет работать должным образом.
Решение: Единственным решением в таких случаях является замена неисправного термостата или водяного насоса.
Перегрев на холостом ходу
Перегрев радиатора или двигателя является типичным результатом любой проблемы с системой охлаждения. Однако, если вы окажетесь в ситуации, когда датчик температуры зашкаливает, когда вы сидите в пробке или работаете на холостом ходу по любой другой причине, частым виновником является неисправный вентилятор радиатора. Другой частью вашей системы охлаждения, особенно если у вас современный автомобиль, является электрический вентилятор, который всасывает воздух в радиатор, чтобы он оставался прохладным, пока вы работаете на холостом ходу или если вы едете на низкой скорости. Когда этот вентилятор ломается, частым явлением является перегрев на холостом ходу.
Решение: К сожалению, опять же, замена обычно является вашим единственным выходом.
Стоимость обслуживания радиатора
Замена шланга радиатора обычно стоит от 150 до 200 долларов. Промывка охлаждающей жидкостью может стоить от 35 до 100 долларов, но вы можете сократить ее до стоимости промывочного раствора и антифриза, сделав это самостоятельно.
