Для чего давление в системе охлаждения автомобиля

Каким должно быть давление в системе охлаждения, как оно создаётся и что делать при отклонениях от нормы

Современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания используют замкнутую жидкостную систему охлаждения. В большинстве случае внутри системы циркулирует антифриз. Хотя некоторые упорно продолжают заливать туда обычную воду, что является грубым нарушением правил эксплуатации.

Внутри этой системы создаётся постоянное избыточное давление во время работы двигателя. Не все понимают, зачем это нужно, поскольку основной задачей считается обеспечение эффективной циркуляции жидкости охлаждения по малому и большому кругу.

В действительности давление играет большую роль в работе ДВС. Оно позволило избавиться от распространённой и очень актуальной проблемы старых машин.

Зачем создаётся внутреннее давление

Разобравшись с давлением в системе охлаждения двигателя, многое станет понятным и очевидным.

Есть пример старых автомобилей. В них жидкость непрерывно циркулировала в моторе, нагревалась, забирая избыточное тепло, а затем охлаждалась в радиаторе за счёт встречного потока воздуха и воздуха от вентилятора, работающего принудительно.

Тогда в радиатор заливали обычную воду, и машина спокойно ехала. Но только часто было так, что водитель вынужденно останавливался посреди дороги, поскольку из-под капота начинал валить густой белый пар. Мотор попросту закипал, и вода начинала кипеть и активно испаряться. Именно это провоцировало появление густого белого дыма (пара).

Чтобы продолжить путь, приходилось остужать ДВС, заливать новую холодную воду и ехать. На то время такое понятие как закипание двигателя было знакомо практически каждому автовладельцу.

Скоро вы поймёте, зачем в системе охлаждения современного двигателя требуется давление. Причина закипания старых ДВС предельно простая. Вода в нормальных условиях при обычном атмосферном давлении кипит, когда температура достигнет 100 градусов Цельсия. Циркулируя по кругу, при большой нагрузке на мотор вода не успевает остыть, а потому кипит.

У современных антифризов, заливаемых в авто, температура кипения повысилась до 105-115 градусов Цельсия.

Теперь вспомните школьный курс физики, и сразу станет ясно, для чего в действительности нужно создавать давление в системе охлаждения. По мере роста давления растёт и температура закипания соответствующей жидкости.

При повышении внутри системы давления антифриз будет закипать соответственно при более высокой температуре.

Это существенно защищает моторы от эффекта закипания. Большинство двигателей в нормальных условиях нагреваются при работе до температуры 90-95 градусов Цельсия. Используя обычную воду и без давления внутри системы, буквально при небольшой перегрузке мотор закипал бы. А поскольку заливается антифриз, плюс температура кипения увеличилась за счёт создаваемого давления, то порог кипения отодвигается до отметки около 110-120 градусов Цельсия. Это позволяет даже при сильных нагрузках на ДВС исключать возникновение проблем.

А чтобы создать должный уровень давления в самой системе, разрабатывать какие-то особые технологии не пришлось. Для этого применяются замкнутые системы охлаждения. Жидкость в них постепенно нагревается по мере работы двигателя, образуется пар, и он создаёт то самое давление.

Давление не может расти бесконечно, но и падать ниже определённой отметки также не может. Для контроля этих параметров применяются клапанные крышки на радиаторе и расширительном бачке.

Крышка позволяет сбрасывать или нагнетать давление по мере необходимости. Это компактное, но очень полезное и важное устройство, работающее на благо системы охлаждения и всего двигателя.

Нормальные параметры

Сложно однозначно сказать, какое давление должно быть в системе охлаждения каждого автомобиля. Даже на одной и той же модели с разными установленными ДВС параметры могут отличаться.

Если говорить про средние значения, то это диапазон от 1,2 до 2 атмосфер. Хотя крайне редко показатели достигают 2 атмосфер. Но в автомобилестроении есть пример, когда давление 2,2 считается нормой.

При подсчётах давления жидкости обычно используют единицу измерений Бары. Но они аналогичны атмосферам. То есть 1 атм = 1 бар.

Внутреннее давление в автомобильной системе охлаждения зависит от целого ряда факторов. И далеко не последнюю роль играет то, какое охлаждающее средство залито в радиаторе, какую конструкцию имеет мотор автомобиля, его герметичность и прочие нюансы.

Узнать точную информацию касательно нормы давления конкретно в вашем двигателе можно из мануала и рекомендаций по эксплуатации от автопроизводителя.

Как проверяется давление

Довольно часто автомобилисты интересуются, как проверить в гаражных условиях текущее давление в системе охлаждения. Сделать это не так просто.

Для таких задач обычно применяют специальные стенды в условиях автосервиса, и проводят комплексную диагностику в разных режимах работ. Примерные показатели можно определить путём подключения к герметичной системе манометром. Но подобные манипуляции в условиях гаража и без специализированного оборудования проводить не стоит.

Обычно самостоятельная проверка предусматривает диагностику клапанной крышки расширительного бачка. Её нужно проверить на предмет целостности, удостовериться в отсутствии трещин и повреждений, изучить состояние уплотнителей и пр.

Есть и альтернативный вариант проверки. Для этого потребуется манометр, насос или компрессор. С расширительного бачка снимается верхний патрубок, на его место подключается шланг, соединённый с насосом. Создаётся давление. При достижении пикового значения (обычно около 1,4-1,5 атм) клапан должен сработать.

Роль клапанной крышки

Далеко не все понимают, насколько важную роль играет с виду обычная крышка, которой закрывается расширительный бачок для заливки жидкости охлаждения.

На самом деле это сложное устройство. Современные крышки оснащаются сразу двумя клапанами. Это выпускной (паровой) и впускной. Также их называют перепускным и атмосферным соответственно.

Фактически это специальный клапан, который отвечает за давление внутри рассматриваемой системы. Когда растёт внутренняя температура по мере нагрева двигателя, параллельно повышается и давление. Если в какой-то момент не сбросить лишнее, тогда герметичность будет под угрозой. Элементы может попросту разорвать изнутри. Обычно всё начинается с повреждения самых уязвимых элементов в виде уплотнителей и сальников. Не исключается и разрыв самого расширительного бачка, шлангов и патрубков.

Клапанная крышка непосредственно на расширительном бачке способствует выводу избыточного давления и его нагнетанию по мере необходимости.

Каждый клапан имеет определённый порог срабатывания. Его механизм выполнен так, что при достижении того или иного значения он открывается или закрывается. Тем самым сбрасывается лишнее давление либо всасывается атмосферный воздух.

При длительной стоянке двигатель остывает, жидкость охлаждается, из-за чего внутри образуется разряженная атмосфера. Это говорит о недостаточном давлении внутри. Чтобы его компенсировать, клапанная крышка открывается и происходит всасывание воздуха. Тем самым давление нормализуется.

Из-за чего возникает избыточное давление

Проблема избыточного давления в системах охлаждения двигателей в полной мере не ушла, несмотря на внедрение новых технологий. То есть закипеть мотор всё ещё может.

Провоцируют разного рода проблемы, включая закипание, именно слишком большое давление и нагнетаемое воздействие на внутренние стенки. Чтобы в системе охлаждения вашего двигателя не произошло сбоя, требуется оперативно решить возникшую проблему.

Долго искать причины, из-за которых наблюдается чрезмерно высокое давление в системе охлаждения современного двигателя, не придётся. Искать её нужно в паровоздушном клапане, монтированном на крышке расширительного бака, используемого для заливки жидкости охлаждения.

Иногда причины кроются в самом расширительном бачке, который заклинивает или засоряется. Но в основном виновник очевиден. Именно из-за его потери работоспособности внутри двигателя возникает слишком высокое давление, и это может сильно навредить системе охлаждения.

Самым правильным решением в такой ситуации станет замена крышки. Альтернативного варианта просто нет. Но поскольку клапанная крышка стоит недорого, с её покупкой и заменой автовладелец точно не разорится.

Некоторые пытаются восстановить клапан при его заклинивании по причине загрязнения. Для промывки используют жидкость для очистки карбюраторов. Если это не помогло и повышенное давление продолжает сохраняться в системе охлаждения, для вашего двигателя будет лучше приобрести новую аналогичную крышку. Иначе потом не удивляйтесь, почему мотор закипел, бачок разорвало и потребовался серьёзный и дорогостоящий ремонт.

Чтобы поддерживать оптимальное рабочее состояние системы охлаждения, рекомендуется раз в 2 года менять клапанную крышку.

Избыточное давление считается более опасным явлением, нежели его дефицит. Но и в этом случае есть некоторые угрозы.

Причины отсутствия давления

Бывает даже и так, что нет давления в системе охлаждения, из-за чего также могут возникнуть определённые неприятности.

У такой ситуации есть свои вероятные причины. Они заключаются в нарушении герметичности системы. Тут потребуется специальное оборудование, позволяющее найти проблемный участок. Хотя иногда в гаражных условиях применяются обычные народные методы. Путём визуального поиска места пробоя порой удаётся отыскать участок, где произошла разгерметизация.

Сначала проверяется состояние воздушного клапана. Если он зависнет в открытом положении, то давление в системе не будет повышаться. Отсюда и закипание мотора, его перегрев.

Если клапан работает нормально, тогда в системе есть утечка. Её нужно искать и устранять. Порой антифриз выходит через повреждённые патрубки и шланги. Также причиной могут стать изношенный радиатор охлаждения или радиатор печки. Самым неприятным считается момент, когда антифриз уход в двигатель. Виной тому становится пробитая прокладка ГБЦ.

Проверить систему на утечку можно и в гаражных условиях. Для этого нужно снять верхний патрубок от расширительного бачка, и на его место подключить шланг с насосом и манометром. Насос можно заменить на компрессор. Далее начинайте нагнетать давление и следите за тем, откуда будет вытекать антифриз.

Источник

Для чего давление в системе охлаждения

В наше время, подавляющее большинство легковых автомобилей и специализированной колесной техники оборудованы двигателями внутреннего сгорания. Вследствие того, что конструкция современных моторов далека от идеальной добрая часть произведенной энергии тратится на удаление тепла от трущихся деталей.

Для этого двигатель оборудуют жидкостно-воздушной охлаждающей системой. В ней используют охлаждающую жидкость (ОЖ), которая, омывая рубашку блока цилиндров, нагревается и затем, циркулируя в радиаторе, остывает под действием набегающего потока воздуха.

Но проблема в том, что нынешние моторы при работе разогреваются до очень высоких температур, и простая вода в системе охлаждения быстро превратится в клубы пара, вырывающиеся из-под капота автомобиля. И даже использование тосола или антифриза с температурой кипения 105–110° C не является панацеей. Но конструкторы давно придумали способ облегчить данную проблему.

Помочь этому сможет давление в системе охлаждения двигателя. Еще в школе нам рассказывали, что благодаря повышению давления повышается температура кипения жидкости. И вот, благодаря такому решению температуру кипения охлаждающей жидкости удалось повысить до 115—120°C.

Как образовывается давление

Давайте попробуем разобраться, вследствие чего создается и поддерживается повышенное давление в системе охлаждения мотора. После того как вы завели двигатель вашего автомобиля он станет нагреваться, и температура охлаждающей жидкости растет.

Соответственно образовывается пар, и вот за счет него начинает повышаться и уровень давления. В пробке радиатора или расширительного бачка установлен клапан, который поддерживает его на необходимом уровне.

Если говорить про цифровые параметры, то в зависимости от производителя это от 1,2 до 2 бар. Обычно, при росте давления свыше 1,5 бар срабатывает предохранительный клапан, и избыток образовавшегося пара сбрасывается в атмосферу.

Сложности с давлением в системе охлаждения

Вообще-то, таких проблем в системе охлаждения может быть только 2 — оно или слишком высокое, или низкое. Давайте попробуем разобраться с каждой из них.

При чрезмерном повышении давления узлы охлаждающей системы могут выйти из строя. Например, известны случаи, когда не сработал предохранительный клапан и радиатор отопителя салона просто разорвало. Также может лопнуть или сорвать с крепления патрубок. Это приведет к потере охлаждающей жидкости, выходу двигателя из строя из-за перегрева и дорогостоящему ремонту.

Если в процессе эксплуатации вы сталкиваетесь с тем, что в вашем авто постоянно срывает какой-либо из патрубков — это значит у вас высокое давление в системе охлаждения. Причина подобной неисправности во всех случаях одна — не работает предохранительный клапан. Устранить данную проблему очень легко — надо всего-навсего поменять пробку на радиаторе или расширительном бачке.

О пониженном давлении в системе охлаждения может говорить не слишком теплый поток воздуха из дефлекторов отопления салона. Причин в данном случае может быть несколько:

Какой из методов устранения проблем с давлением в системе подойдет вам, зависит от каждого конкретного случая.

Мы же со своей стороны можем только посоветовать вовремя, проводить все регламентные работы и ТО. И тогда ваш автомобиль будет радовать вас надежной работой долгие годы.

Источник

Давление в охлаждающей системе: на что влияет и зачем нужно?

Большинство современных моделей авто укомплектованы двигателями внутреннего сгорания. Подобная конструкция далека от идеальной, поскольку большая часть произведенной энергии расходуется на удаление избыточного тепла от соприкасающихся деталей. Именно для этого в машинах предусмотрена установка специальной системы охлаждения. В ней в качестве охлаждающего реагента принято использовать специальную жидкость – тосол или антифриз. Данная жидкость циркулируя по системе выполняет охлаждение соответствующих агрегатов и препятствует чрезмерному нагреву трущихся деталей. О том, какое именно давление должно создаваться в системе охлаждения и как это происходит, разберемся в рамках данной статьи.

Как работает система?

Важно понимать, что в системе охлаждения двигателя специально никакое давление не создается. На силовые агрегаты автомобилей этот показатель не оказывает влияние. Для самого мотора крайне необходимо, чтобы все его составляющие были достаточно охлаждены. Как и любая другая жидкость, антифриз или тосол под воздействием высоких температур расширяются. В среднем показатель расширения охлаждающего реагента составляет 10-20%. Другими словами при циркуляции в системе уровень жидкости возрастает на эту величину и возникает давление. Жидкость, находящаяся в замкнутом герметичном контуре, давит на стенки радиаторов, патрубки и другие элементы внутри системы. Избыток давления в охлаждающей системе сбрасывается с помощью крышки расширительного бачка. Он, в свою очередь, при необходимости может подсасывать воздух из атмосферы в систему.

Каким должно быть давление?

В зависимости от марки автомобиля давление в системе будет разниться. Среднее значение этого параметра составляет 1,2-2 атм. В системе охлаждения оно меняется в зависимости от следующих причин:

Чрезмерное повышение давление может вывести из строя отдельные узлы системы. Как правило, выявить нарушение можно по таким признакам:

Если в процессе эксплуатации автомобиля данные нарушения периодически имеют место быть, то, скорее всего, неисправен предохранительный клапан. Устраняется такая неполадка путем замены пробки на радиаторе или расширительном бачке.

Почему важно поддерживать давление?

Поддерживать давление в охлаждающей системе важно по нескольким причинам. Во-первых наличие избыточного давления способствует повреждению компонентов системы, задействованных в ее работе. Высокое давление может привести к разрыву и деформациям многим из них, а это обойдется автомобилисту в довольно кругленькую сумму. Помимо уже сказанных выше последствий нарушение давления в системе может привести и к выходу из строя следующих деталей:

Иногда повышенное давление в системе приводит к неисправностям самого радиатора.

Смотрите видео о давлении в системе охлаждения:

Источник

Для чего нужно давление в системе охлаждения и нужно ли оно вообще

Давление в системе охлаждения автомобиля, и на что оно влияет – одна из популярных тем автомобильных интернет-холиваров, хотя по накалу страстей ей, конечно, далеко до «масляных тёрок» или дискуссий типа «греть – не греть». Тем не менее вопрос этот важный и интересный, и хотелось бы расставить в нем точки над i.

Температура кипения воды при атмосферном давлении – всем известные и каноничные 100 °С. Этиленгликолевого антифриза в тех же условиях – 105-107 °С. Но, поскольку при повышении давления температура кипения охлаждающей жидкости становится выше, в системе охлаждения двигателя целенаправленно создается давление около 1,2-1,5 атм. Благодаря этому предел кипения антифриза сдвигается к значениям 120-125 °С и даже выше, и «горячие» моторы (которых в последние 10 лет стало большинство) успешно поддерживают стабильную температуру без риска закипания охлаждающей жидкости в нормальных условиях.

Давление, превышающее атмосферное, – норма для систем охлаждения 99,9% современных двигателей. Его главная и единственная задача – обеспечить отсутствие кипения антифриза, если рабочая температура мотора выше, чем температура кипения охлаждающей жидкости при атмосферном давлении. Кипение порождает обильное парообразование, которое мешает лопастям помпы эффективно прокачивать жидкость, а пузырьки пара, встающие барьером между жидкостью и омываемой ей поверхностью, резко ухудшают теплоотвод. Два этих процесса тесно связаны, взаимно поддерживают друг друга и стремительно прогрессируют. Результат – быстрый перегрев двигателя, не сразу останавливающийся даже после глушения и по этой причине редко обходящийся совсем без последствий.

Собственно, рабочая температура двигателей внутреннего сгорания росла на протяжении всей их эволюции, и этот процесс продолжается и сейчас. Условно «этапы роста» можно обозначить так:

Эти цифры – приблизительные, приведенные просто для понимания, о каких значениях идет речь. Встречаются и исключения, где «все наоборот», но они редки и лишь подтверждают правило.

Нас же сейчас интересует ранний период развития автопрома – те самые 80-85 °С. Как мы видим, эта температура ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении, и тем более – ниже температуры кипения антифриза в тех же условиях. Стало быть, давление в системе охлаждения этим двигателям было не нужно? Совершенно верно – его там и не было!

Староглиняные времена – эпоха моторов с открытой системой охлаждения! Пробки в радиаторах машин того периода, конечно же, были, но они не обеспечивали герметичность, а служили лишь для предотвращения разбрызгивания воды, когда автомобиль трясло на колдобинах. Все остальное не отличалось существенно от современных моторов: помпа так же крутилась и гнала своей крыльчаткой жидкость по кругу через рубашку двигателя и радиатор, а расширяющаяся при нагреве вода вытеснялась в компенсационный объем, которым служил верхний бачок не заполненного до конца радиатора.

Несмотря на приличную общую мощность, эти моторы работали в мягких условиях невысоких оборотов и небольшой мощности, снимаемой с каждого литра кубатуры. Блоки и головки были чугунными, массивными, с большими объемами масла в картерах, с крупными радиаторами и постоянно вращающимися крыльчатками охлаждения, установленными непосредственно на шкиве помпы или коленвала, без всяких термодатчиков и вискомуфт. Поэтому даже на максимальной нагрузке температура воды в системе охлаждения без давления не приближалась к ста градусам, и исправный мотор не кипел. И даже при начальной стадии неисправностей (не до конца открывающийся термостат, пониженный уровень жидкости, частично забитый радиатор и т. п.) проблема не вставала ребром сразу – у мотора имелся большой запас по «мясу», и довести его до изрыгания пара было не так-то просто.

Впрочем, обратной стороной медали и неотъемлемыми спутниками характеристик таких двигателей была топливная прожорливость и низкая экологичность. Эти два момента впоследствии потребовали проведения реформ в моторном инжиниринге, и двигатели стали уменьшаться в размерах, кушать меньше, отдавать с литра больше, а рабочая температура их возросла. Открытые системы охлаждения исчезли, уступив место герметичным – температура повысилась, и давление антифриза взяло на себя основную роль в защите его от закипания.

Соответственно, под капотом появилась такая деталь, как пробка расширительного бачка с тарированным клапаном, на который возлагалась большая ответственность – держать давление на строго обозначенном пределе. А при его превышении в случае неисправности в системе охлаждения – открываться и выпускать пар и антифриз наружу, дабы не полопались шланги и радиаторы.

Однако, несмотря на то что в работе системы охлаждения после внедрения давления ничего принципиально не изменилось, кроме смещения температуры в более высокую зону, многие автолюбители стали ошибочно считать давление необходимым условием для самых разных процессов. На автофорумах очень часто можно встретить высказывания, что если по причине неисправности или отсутствия пробки расширительного бачка в системе исчезнет давление, то не сможет нормально работать помпа, не откроется термостат, двигатель не наберет рабочую температуру (!) и тому подобные фантазии.

Это не так. Помпа гоняет жидкость и не знает, под каким она давлением или вообще без оного. На качество циркуляции влияет только целостность крыльчатки, натяжение ремня, чистота каналов в радиаторе и вязкость антифриза. Термостат открывается лишь от температуры охлаждающей жидкости и ни от чего иного. При достижении антифризом в зоне термостата температуры открытия термостата последний откроется, даже если помпа вообще не будет вращаться.

Да, повышение рабочей температуры двигателей стало одним из неизбежных мероприятий, обеспечивающих современные требования к экологичности и экономичности. Но у системы охлаждения, работающей под давлением, имеются и два весьма существенных недостатка…

Первый – это повышенный риск утечек антифриза. Пока автомобиль новый, никаких проблем, разумеется, нет, но с возрастом в системе охлаждения начинают появляться слабые места. Ослабевают пружинные хомуты, теряют эластичность и покрываются трещинами резиновые патрубки. Пластиковые элементы (переходные соединители, штуцеры, корпуса термостатов и т. п.) становятся хрупкими и ломкими. А где тонко – там и рвется. Давление охлаждающей жидкости начинает выгонять ее наружу при первой же возможности. «Возрастная» система охлаждения непредсказуема в своих сюрпризах, цена которых весьма высока – если не «крякнет» от перегрева мотор, то уж на эвакуатор как минимум придется раскошелиться, поскольку без антифриза даже после остывания далеко не уедешь.

Второй недостаток отчасти является разновидностью первого. У современных моторов практически нет запаса по «мясу», куда ни ткни, не исключая и теплоемкость системы охлаждения. Повышенное давление ускоренно выгоняет антифриз на асфальт при появлении малейшей негерметичности, и там где старый мотор (даже с системой охлаждения, работающей под давлением, не говоря уже об открытой!) какое-то время держался бы, теряя жидкость постепенно, современный двигатель лишается ее опасными темпами. Вернее, темпы-то те же самые, но результат разный. Система охлаждения современного автомобиля B-класса вмещает вдвое меньше антифриза, чем даже у классического «жигуля», и если за полчаса каждый из автомобилей потеряет литр, то у первого это будет 10% потери, а у второго – уже 20%. Пропорционально падает «живучесть» машины, пропорционально же возрастает и риск последствий перегрева.

Можно ли с этим бороться? Можно, но сложно. «Газелисты» со стажем, к слову, могут припомнить достаточно массовую историю конца 90-х, когда качество сборки было таким, что победить утечки антифриза даже рукастым водилам не удавалось месяцами. И только приоткручивание пробки расширительного бачка и перевод системы охлаждения в режим «без давления» позволяло избавиться от бесконечных синих луж на асфальте поутру… Но такой трюк прокатывал лишь с древними ЗМЗ-шными движками, прародители которых как раз спокойно работали без давления воды.

На современных авто во избежание перегрева переводить герметичную систему охлаждения в открытый вариант, к сожалению, нельзя. Поэтому, приобретая машину с возрастом 7-10 лет и/или с большим пробегом, крайне желательно провести полную замену всей системы охлаждения – как минимум всех резиновых шлангов, хомутов, большинства пластиковых деталей (переходных соединительных патрубков между шлангами и т.п.), термостата и пробки расширительного бачка. Вот только даже с использованием приличного неоригинала подобная процедура оказывается весьма недешевой, и редкие покупатели подержанных авто решаются на подобные превентивные меры без явных поломок.

Источник