Для чего нужно давление в системе охлаждения автомобиля

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

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

Зачем надо давление в системе охлаждения двигателя

Для чего нужно знать показатели давления

Да все просто — охлаждающая система, это достаточно разветвленная сеть, и не всегда она металлическая. Состоит:

Собственно устройство достаточно простое, но как вы понимаете, избыточное давление может повредить части этой системы. Страдают в первую очередь резиновые шланги, а также радиаторы автомобиля, ведь зачастую они сделаны из алюминия (редко из меди или латуни), а это мягкие металлы, да и стенки тонкие, в общем их может просто порвать.

Видео

Почему важно поддерживать правильное давление в системе охлаждения

Выше мы уже частично коснулись этот вопрос, но сейчас рассмотрим его чуть более подробно. Избыточное давление в системе охлаждения способно повредить компоненты, которые в этой системе задействованы. В данную систему входит большое число элементов, которые могут просто порваться или деформироваться из-за высокого давления. К таким элементам относятся:

Резиновые шланги, соединяющие части охлаждающей системы;

Если произошла деформация любого из этих компонентов (или он порвался, сломался, на нем образовалась трещина), вероятнее всего виной тому давление в системе охлаждения.

(391 голос., средний: 4,50 из 5)

Как создается давление внутри системы охлаждения автомобиля

Первое, что нужно понять, то что специально никакое давление в системе охлаждения двигателя не создается. Самим агрегатам мотора не важно, под каким давлением циркулирует охлаждающая жидкость. Главное, чтобы элементы двигателя успевали достаточно охлаждаться.

Как известно, практически любая жидкость под нагревом расширяется. Это касается, в том числе, охлаждающей жидкости – антифриза, тосола. В среднем, охлаждающая жидкость при нагреве расширяется на 10-20%, то есть именно на столько растет ее уровень в системе. Поскольку система охлаждения представляет собой замкнутый герметичный контур, при запуске двигателя и разогреве охлаждающей жидкости возникает давление. Антифриз давит на стенки радиаторов, патрубков и других компонентов системы внутри.

Обратите внимание: В системе охлаждения автомобиля немаловажную роль играет крышка расширительного бачка. Она представляет собой клапан высокого и низкого давления, который может, соответственно, стравливать излишки или, наоборот, подсасывать воздух из атмосферы.

Повышенное давление и методы борьбы

Система охлаждения устроена таким образом, что за давление в ней отвечает именно крышка расширительного бачка. Хотя и есть различные варианты конструкций. К примеру, на некоторых американских автомобилях расширительный бачок выполняет функцию отстойника, а сама крышка устанавливается на тройнике радиатора. Тем не менее суть работы остается прежней.

Давление в системе охлаждения двигателя ВАЗ-2110 должно находиться в пределах от 1,2 до 1,5 атм., при этом падение или превышение этих показателей уже можно считать серьезным отклонением. Довольно часто автомобилисты сталкиваются именно с повышенным давлением. Причиной будет все та же крышка, клапан которой заклинил в закрытом положении. В таком случае система будет прогреваться, давление увеличиваться, а его сброса не произойдет. Из-за этого образуются паровоздушные пробки, препятствующие нормальной циркуляции ОЖ по системе.

Зачем нужно высокое давление внутри системы охлаждения

Если вспомнить курс школьной физики, с легкостью можно понять, зачем используется повышенное давление в системе охлаждения. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Соответственно, если, например, давление равно 1 атмосфере, обычная вода будет кипеть при 100 градусов Цельсия. Но, если поднять давление до 2 атмосфер, то температура кипения приблизится к 120 градусам Цельсия.

Обратите внимание: пример с водой выше приведен неспроста. Еще несколько лет назад в автомобильной системе охлаждения использовалась обычная вода, чтобы охлаждать мотор. Поскольку ее температура закипания находится на уровне в 100 градусов по Цельсию, а рабочая температура мотора зачастую выше, было принято решение повысить давление внутри системы охлаждения. Кроме того, старые системы охлаждения не имели столь хорошей герметичности, как их современные аналоги.

Охлаждающие жидкости, которые сейчас используются в системе охлаждения автомобиля, закипают при температуре в 130-140 градусов, а при нахождении в герметичном конкуре с высоким давлением температура может доходить и до 150 градусов. Именно поэтому проблема с «закипанием» двигателя встречается все реже.

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.

Замена вышедшего из строя узла

Крышка системы охлаждения может прослужить больше, чем двигатель автомобиля, а можно купить новую, которая будет бракованной. Угадать тут сложно. Но в любом случае не стоит пытаться её ремонтировать. Стоит она для большинства моделей копейки и является неремонтопригодной. В случае неисправности её просто меняют на новую.

При этом настоятельно не рекомендуется укорачивать пружинки, изменяя момент срабатывания крышки. Ведь многие автомобилисты этим занимаются, что в большинстве случаев не приводит ни к чему хорошему. Конечно, если вы тюнинговали систему охлаждения и двигатель, то вполне возможно, что нужно добиться большего давления в системе или, наоборот, меньшего. В остальных же случаях стоит покупать только оригинал или достойный аналог с такими же параметрами. Помните о том, что большое давление в системе охлаждения двигателя может привести к локальному перегреву ДВС и выходу из строя тех или иных узлов.

Охлаждающая жидкость

В качестве ОЖ для ВАЗ 2107 производитель рекомендует использовать исключительно тосол. Для непосвящённого автолюбителя тосол и антифриз — это одно и то же. Антифризом обычно называют все без исключения охлаждающие жидкости, вне зависимости от того, где и когда они выпущены. Тосол же — это разновидность антифриза, выпускаемого в СССР. Название является аббревиатурой от «технология органического синтеза отдельной лаборатории». В состав всех без исключения охлаждающих жидкостей входит этиленгликоль и вода. Различия состоят лишь в типе и количестве добавляемых антикоррозийных, антикавитационных и антипенных присадок. Поэтому для ВАЗ 2107 название ОЖ не имеет большого значения.

Так давление это побочный продукт?

Не совсем так. Все дело в том, что раньше в системах охлаждения очень часто применялась обычная вода. А как нам известно — она кипит при 100 градусах Цельсия, но только лишь при нормальном давлении. Очень часто двигатели кипели, особенно летом, потому как достигнуть рабочей температуры в 100 градусов Цельсия, мотору достаточно легко! Да и старые системы нельзя назвать на 100% герметичными, воздух немного, но «подсасывался».

Что было сделано! Очень, элементарное и просто решение, которое уберегло, двигали от закипания. Просто взяли и повысили внутри системы давление.

Если копнуть физику, то получается:

При 1 атмосфере – вода кипит при 100 градусах

При 1,5 атм. – 110 градусов

При 2,0 атм. – почти 120 гр.

Систему охлаждения сделали герметичной, она сама себя нагревала и создавала внутри нужные «атмосферы». Таким образом, вода прекращала кипеть и просто охлаждала мотор. Просто и гениально. Справедливости ради стоит отметить, что современные охлаждающие жидкости кипят при более высоких температурах, например — зачастую антифриз выдерживает показатель в 130 – 140 градусов, а если еще и запереть в герметичный контур, то тут все 145 получится! Прогресс не стоит на месте.

Какую роль играет крышка расширительного бачка в давлении системы охлаждения

Важный вопрос, который обязательно нужно рассмотреть, это значение крышки расширительного бачка. Она представляет собой клапан, задачей которого является контроль давления внутри шлангов и патрубков.

При повышении температуры двигателя возрастает температура жидкости в охлаждающей системе. Соответственно, вместе с этим повышается давление. Если в определенный момент не разгерметизировать систему, то может произойти разрыв шланга или радиатора.

Крышка расширительного бачка необходима для того, чтобы в нужный момент позволить выйти лишнему давлению. Подобным образом удается внутри системы охлаждения поддерживать определенное давление, например, на уровне в 1,5 атмосфер.

Играет роль крышка расширительного бачка и в обратном направлении. Когда автомобиль ставится на стоянку, его мотор постепенно охлаждается. При понижении температуры мотора понижается температура охлаждающей жидкости, а вместе с тем образовывается в системе охлаждения разряженная атмосфера. В такой ситуации крышка расширительного бачка открывается (то есть берет на себя роль клапана) и подает необходимое количество воздуха для нормализации давления.

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.

Источник