Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800-2000 градусов. Только часть выделенного при этом тепла преобразуется в полезную работу. Оставшаяся часть отводится в окружающую среду системой охлаждения, системой смазки и наружными поверхностями двигателя.
Чрезмерное повышение температуры двигателя приводит к выгоранию смазки, нарушению нормальных зазоров между его деталями следствием чего является резкое возрастание их износа. Возникает опасность заедания и заклинивания. Перегрев двигателя вызывает уменьшение коэффициента наполнения цилиндров, а в бензиновых двигателях еще и детонационное сгорание рабочей смеси.
Большое снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается из-за потерь тепла; вязкость смазки увеличивается, что повышает трение; часть горючей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, повышая тем самым износ деталей. В результате образования серных и сернистых соединений стенки цилиндров подвергаются коррозии.
Система охлаждения предназначена для поддержания наивыгоднейшего теплового режима. Системы охлаждения подразделяются на воздушные и жидкостные. Воздушные в настоящее время на автомобилях встречаются крайне редко. Системы жидкостного охлаждения могут быть открытыми и закрытыми. Открытые системы – системы, сообщающиеся с окружающей средой через пароотводную трубку. Закрытые системы разобщены от окружающей среды, а поэтому давление охлаждающей жидкости в них выше. Как известно, чем выше давление, тем выше температура закипания жидкости. Поэтому закрытые системы допускают нагрев ОЖ до более высоких температур (до 110-120 градусов).
По способу циркуляции жидкости системы охлаждения могут быть:
- принудительными, в которых циркуляция обеспечивается насосом, расположенным на двигателе;
- термосифонными, в которых циркуляция жидкости происходит за счет разницы плотности жидкости, нагретой деталями двигателя и охлажденной в радиаторе. Во время работы двигателя жидкость в рубашке охлаждения нагревается и поднимается в верхнюю ее часть, откуда через патрубок поступает в верхний бачок радиатора. В радиаторе жидкость отдает теплоту воздуху, плотность ее повышается, она опускается вниз и через нижний бачок вновь возвращается в систему охлаждения.
- комбинированными, в которых наиболее нагретые детали (головки блоков цилиндров) охлаждаются принудительно, а блоки цилиндров – по термосифонному принципу.
Устройство системы охлаждения
Наибольшее распространение в автомобильных ДВС получили закрытые жидкостные системы с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ). В состав таких систем входят: рубашка охлаждения блока и головки цилиндров, радиатор, насос ОЖ, вентилятор, термостат, патрубки, шланги, расширительный бачок. В систему охлаждения также включается радиатор отопителя.
ОЖ, находящаяся в рубашке охлаждения, нагреваясь за счет тепла, выделяемого в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в рубашку охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается насосом, а усиленное охлаждение ее - за счет интенсивного обдува воздухом радиатора. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата и путем автоматического включения или выключения вентилятора. Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительный бачок. Емкость системы охлаждения легкового автомобиля, в зависимости от объема двигателя – от 6 до 12 литров. Сливают ОЖ через пробки, расположенные обычно в блоке цилиндров и нижнем бачке радиатора.
Радиатор отдает воздуху тепло от ОЖ. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления. Для изготовления радиаторов используются медь, алюминий и сплавы на их основе. В зависимости от конструкции сердцевины радиаторы бывают трубчатые, пластинчатые и сотовые. Наибольшее распространение получили трубчатые радиаторы. Сердцевина таких радиаторов состоит из вертикальных трубок овального или круглого сечения, проходящих через ряд тонких горизонтальных пластин и припаянных к верхнему и нижнему бачкам радиатора. Наличие пластин улучшает теплоотдачу и повышает жесткость радиатора. Трубки овального (плоского) сечения предпочтительнее круглых, так как поверхность охлаждения их больше; кроме того, в случае замерзания ОЖ в радиаторе плоские трубки не разрываются, а лишь изменяют форму поперечного сечения.
В пластинчатых радиаторах сердцевина устроена так, что охлаждающая жидкость циркулирует в пространстве, образованном каждой парой спаянных между собой по краям пластин. Верхние и нижние концы пластин, кроме того, впаяны в отверстия верхнего и нижнего резервуаров радиатора. Воздух, охлаждающий радиатор, просасывается вентилятором через проходы между спаянными пластинами. Для увеличения поверхности охлаждения пластины обычно выполняют волнистыми. Пластинчатые радиаторы имеют большую охлаждающую поверхность, чем трубчатые, но вследствие ряда недостатков (быстрое загрязнение, большое количество паяных швов, необходимость более тщательного ухода) применяются реже.
В сердцевине сотового радиатора воздух проходит по горизонтальным, круглого сечения трубкам, омываемым снаружи ОЖ. Чтобы сделать возможной спайку концов трубок, края их развальцовывают так, что в сечении они имеют форму правильного шестиугольника. Достоинством сотовых радиаторов является большая, чем в радиаторах других типов, поверхность охлаждения.
В верхний бачок впаяны заливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга, подводящего ОЖ к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга. Шланги прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения от окружающей среды. Она состоит из корпуса, парового (выпускного) клапана, воздушного (впускного) клапана и запорной пружины. В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При превышении определенного значения открывается паровой клапан и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При этом возникает опасность сдавливания трубок радиатора. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан, который, открываясь, пропускает внутрь радиатора воздух.
Для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости вследствие изменения температуры в системе устанавливается расширительный бачок . В некоторых радиаторах нет заливной горловины, и заполнение системы охлаждающей жидкостью осуществляется через расширительный бачок. В этом случае паровой и воздушный клапаны располагаются в его пробке. Метки, наносимые на расширительном бачке, позволяют контролировать уровень ОЖ в системе охлаждения. Проверка уровня проводится на холодном двигателе.
Насос ОЖ обеспечивает ее принудительную циркуляцию в системе охлаждения. Насос центробежного типа устанавливается в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и сальника. Корпус и крыльчатку насосов отливают из магниевых, алюминиевых сплавов, крыльчатку, кроме того, – из пластмасс. Привод насоса осуществляется ремнем от шкива коленвала двигателя. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, ОЖ из нижнего бачка радиатора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса ОЖ попадает в отверстие рубашки охлаждения блока цилиндров. Вытеканию ОЖ между корпусом насоса и блоком препятствует прокладка, а в месте выхода вала - сальник.
Для усиления потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора, установлен вентилятор . Его монтируют либо на одном валу с насосом ОЖ, либо отдельно. Он состоит из крыльчатки с лопастями, привернутой к ступице. Для улучшения обдува воздухом двигателя и радиатора на последнем может быть установлен направляющих кожух. Привод вентилятора может осуществляться несколькими способами. Самый простой – механический, когда вентилятор жестко закрепляется на одной оси с насосом ОЖ. В этом случае вентилятор постоянно включен, что приводит к излишнему расходу мощности двигателя. Кроме того, вентилятор работает даже в неоптимальных режимах, например, сразу после запуска двигателя. Поэтому в современных двигателях такое подключение не используется, а вентилятор соединяется с приводом через муфту. Конструкция муфты может быть различной – электромагнитная, фрикционная, гидравлическая, вязкостная (вискомуфта), но все они обеспечивают автоматическое включение вентилятора при достижении определенной температуры ОЖ. Такое включение обеспечивает температурный датчик. Причем использование гидромуфты и вискомуфты делает возможным не только автоматическое включение и выключение вентилятора, но и плавное изменение частоты его вращения в зависимости от температуры.
Вентилятор может приводиться не от коленвала двигателя, а отдельным электродвигателем. Такое подключение используется наиболее часто, так как позволяет довольно просто осуществлять автоматическое регулирование моментов включения и выключения с помощью термисторного датчика (его электрическое сопротивление изменяется в зависимости от нагрева). Если же работой системы охлаждения управляет контроллер двигателя, то появляется возможность изменения и частоты вращения. Кроме того, вентилятор «реагирует» и на режимы движения. Например, он включается на холостом ходу при езде в пробках для предотвращения перегрева и выключается при загородной езде на высокой скорости, когда естественного обдува радиатора вполне достаточно для его охлаждения.
В период пуска двигателя для уменьшения износа необходимо быстрее прогреть его до рабочей температуры и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру. Для ускорения прогрева двигателя и поддержания оптимальной его температуры служит термостат . Термостат устанавливают в рубашке охлаждения головки цилиндров на пути циркуляции жидкости из рубашки в верхний бачок радиатора. В системах охлаждения используются термостаты с жидкостным и с твердым наполнитетелем.
Термостат с жидкостным наполнителем состоит из корпуса, гофрированного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутри гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70-75 градусов. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и циркуляция происходит по малому кругу: насос ОЖ - рубашка охлаждения - термостат - насос.
При нагреве ОЖ до 70-75 градусов в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан, открывает путь для жидкости через радиатор. При температуре жидкости в системе охлаждения 90 градусов клапан термостата полностью открывается, одновременно скошенной кромкой закрывает выход жидкости в малый круг, и циркуляция происходит по большому кругу: насос - рубашка охлаждения - термостат - верхний бачок радиатора - сердцевина - нижний бачок радиатора - насос.
Термостат с твердым наполнителем состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из медного порошка, смешанного с церезином. Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и крышкой расположена диафрагма, сверху которой установлен шток, воздействующий на клапан. В непрогретом двигателе масса в баллоне находится в твердом состоянии, и клапан термостата закрыт под действием пружины. При прогреве двигателя масса в баллоне начинает плавиться, объем ее увеличивается и она давит на диафрагму и шток, открывая клапан.
Контроль температуры ОЖ осуществляется по указателю температуры и при помощи сигнальной лампы перегрева двигателя на щитке приборов. Управление сигнальной лампой и указателем осуществляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в рубашку охлаждения головки цилиндров.
В качестве теплоносителя может применяться вода (в устаревших конструкциях двигателей) или антифриз. Качество ОЖ, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов.
Антифризы - охлаждающие жидкости для системы охлаждения автомобиля, не замерзающие при отрицательной температуре. Даже если температура внешней среды будет ниже минимальной рабочей температуры антифриза, он превратится не в лед, а в рыхлую массу. При дальнейшем понижении температуры эта масса затвердеет, не увеличившись в объеме и не повредив при этом двигатель. Основа антифризов - водный раствор этиленгликоля или пропиленгликоля. Пропиленгликолевая основа применяется реже. Ее главное отличие – безвредность для человека и окружающей среды, но и более высокая цена при тех же потребительских качествах. Этиленгликоль агрессивен к материалам двигателя, поэтому в него добавляют присадки. Всего их может быть до полутора десятков – противокоррозионных, антивспенивающих, стабилизирующих. Именно комплектом присадок и определяется качество и область применения антифриза. По типу присадок все антифризы делятся на три большие группы: неорганические, органические и гибридные.
Неорганические (или силикатные) – наиболее «древние» жидкости, в которых в качестве ингибиторов коррозии применяются силикаты, фосфаты, бораты, нитриты, амины, нитраты и их комбинации. К этой группе антифризов относится и широко распространенный у нас Тосол (хотя многие ошибочно считают его особым типом ОЖ). Главный их недостаток – малый срок службы из-за быстрого разрушения присадок. Пришедшие в негодность компоненты присадок образуют отложения в системе охлаждения, ухудшая теплообмен. Также возможно образование силикатных гелей (сгустков) в ОЖ.
В наиболее современных органических (или карбоксилатных) антифризах используются присадки на основе солей карбоновых кислот. Такие антифризы, во-первых, образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях системы охлаждения, а во-вторых, ингибиторы действуют только в местах появления коррозии. Следовательно, присадки расходуются намного медленнее, тем самым существенно повышая срок службы антифриза.
Промежуточное положение между органическими и неорганическими антифризами занимают гибридные. Их пакет присадок в основном включает соли карбоновых кислот, но и небольшую долю силикатов или фосфатов.
Антифризы выпускаются либо в виде концентратов, либо в виде готовых к применению жидкостей. Концентрат перед применением нужно разбавить дистиллированной водой. Пропорция определяется необходимой минимальной температурой замерзания антифриза. Основа антифризов бесцветна, поэтому производители окрашивают их в разные цвета с помощью красителей. Это делается для облегчения контроля уровня антифриза и предупреждения о токсичности жидкостей. Совпадение цвета не всегда является свидетельством совместимости антифризов.
В современных двигателях система охлаждения двигателя может использоваться для охлаждения отработавших газов в системе их рециркуляции (EGR), охлаждения масла в автоматической коробке передач, охлаждения турбокомпрессора. Некоторые двигатели с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом имеют двухконтурную систему охлаждения. Один контур предназначен для охлаждения головки блока цилиндров, другой – блока цилиндров. В контуре, охлаждающем ГБЦ, поддерживается температура на 15-20 градусов ниже. Это позволяет улучшить наполнение камер сгорания и процесс смесеобразования, а также снизить риск возникновения детонации. Циркуляция жидкости в каждом из контуров регулируется отдельным термостатом.
Основные неисправности системы охлаждения
Внешними признаками неисправностей системы охлаждения является перегрев или переохлаждение двигателя. Перегрев двигателя возможен в результате следующих причин: недостаточное количество ОЖ, слабое натяжение или обрыв ремня насоса ОЖ, невключение муфты или электродвигателя вентилятора, заедание термостата в закрытом положении, отложение большого количества накипи, сильное загрязнение наружной поверхности радиатора, неисправность выпускного (парового) клапана пробки радиатора или расширительного бачка, неисправность насоса ОЖ.
Заедание термостата в закрытом положении прекращает циркуляцию жидкости через радиатор. В этом случае двигатель перегревается, а радиатор остается холодным. Недостаточное количество ОЖ возможно в случае ее утечки или выкипания. Если уровень ОЖ понизился в результате выкипания – следует долить дистиллированной воды, если жидкость вытекла – доливается антифриз. Открывать пробку радиатора или расширительного бачка можно только когда ОЖ достаточно остынет (10-15 минут после остановки двигателя). В противном случае находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и причинить ожоги. Вытекание жидкости происходит через неплотности в соединениях патрубков, трещин в радиаторе, расширительном бачке и рубашке охлаждения, при повреждении сальника насоса ОЖ, пробки радиатора или повреждении прокладки головки блока цилиндров. При эксплуатации автомобиля необходимо следить не только за уровнем, но и за состоянием антифриза. Если его цвет становится рыже-бурым, значит, детали системы уже коррозируют. Такой антифриз подлежит немедленной замене.
Переохлаждение двигателя может происходить из-за заедания термостата в открытом положении, а также при отсутствии утеплительных чехлов в зимнее время. Если закрытая система охлаждения негерметична, то повышенное давление в ней не создается и двигатель не прогревается до рабочей температуры. А раз двигатель не прогревается, ЭБУ постоянно обогащает смесь. Таким образом, негерметичная система охлаждения увеличивает расход топлива. Систематическая работа двигателя на обогащенной смеси приводит к разжижению масла, увеличению нагарообразования, быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора.
Крышка расширительного бачка системы охлаждения двигателя авто, как правило, не вызывает подозрений на предмет исправности. На эту, как многие думают, весьма «скромную» по своей значимости деталь возложена очень ответственная задача – регулировать давление в охлаждающей системе. Когда крышка перестает с этим справляться, в лучшем случае будет закипать или вытекать жидкость, а в худшем – это приведет к поломке каких-нибудь узлов.
Какую основную роль играет крышка бачка?
У работающего двигателя, как известно, в системе охлаждения создается давление, отличное от обычного атмосферного. Это происходит в силу того, что (ОЖ) нагревается вместе с мотором, вследствие чего расширяется – увеличивается в объеме. В результате давление внутри (СОД) возрастает, а она не контактирует с внешней средой, и ей некуда сбросить избыточное давление.
С повышенным давлением в СОД разработчики современных автомобилей не борются «радикально» – не пытаются полностью от него избавиться. С помощью крышки бачка его регулируют. Повышенное давление в СОД используют для смещения момента закипания ОЖ. Ведь ни для кого не секрет, что при нормальном атмосферном давлении для воды он наступает при температуре 100 °C, для тосола – 105–110 °C, а для антифриза – 120 °C. Рабочая температура двигателей современных автомобилей очень близка к этим критическим значениям.
Так, например, для карбюраторных ВАЗ она должна находиться в пределах 90–95 °C, а для инжекторных – 97–105 °C.
Однако при некоторых режимах работы двигателя происходит кратковременное повышение его температуры до более высоких значений, что, впрочем, не приводит к выходу из строя исправного мотора, но вызывает такое же нагревание ОЖ. Например, на инжекторных ВАЗ 2109 у жидкости в такие моменты может быть 120–125 °C. Очевидно, что такого нагрева не перенесет даже антифриз. В то же время, возрастание давления любой жидкости приводит к увеличению ее температуры кипения.
Инженеры, проектирующие двигатели, давно выяснили – чтобы ОЖ не закипала даже при кратковременном критическом нагреве мотора, достаточно поддерживать давление в СОД на уровне 1,1–1,5 кгс/см 2 (1,1–1,5 бар). Более высокая температура не нужна, потому что двигатель на нее не рассчитан, и она приведет к выходу его из строя. А допускать большее самопроизвольное повышение давления, которое может, тем не менее, происходить, не имеет смысла, потому что оно вызовет усложнение процесса изготовления и обслуживания мотора, а также возрастание его себестоимости, так как потребует более прочную и герметичную СОД (более прочные патрубки и расширительный бачок, крепкие хомуты).
Поэтому крышка бачка должна быть герметичной, но только до указанных выше необходимых предельных значений давления, после достижения которых она их поддерживает, соединяя по мере необходимости систему с внешней средой для выпуска сжатого внутри расширительной емкости воздуха.
Устройство и принцип работы крышки расширительного бачка
Чтобы при работающем двигателе в СОД создалось необходимое давление, устройство крышки обеспечивает плотное герметичное закрывание бачка. Для сброса избыточного давления предусмотрен предохранительный клапан. Он срабатывает (открывается), только когда давление внутри СОД станет 1,1–1,5 кгс/см 2 (зависит от конструкции крышки и ее производителя).
Пока оно ниже, клапан закрыт, а сразу после стравливания избыточного давления до величины, которая меньше указанной выше – частичного выпуска сжатого в бачке воздуха – он закрывается. В крышке стоит еще 1 клапан – впускной, его еще называют вакуумным. Его назначение прямо противоположное предохранительному. Впускной клапан служит для забора (всасывания) воздуха в СОД. Дело в том, что после остановки двигателя он, как известно, начинает остывать. Падает температура и у ОЖ.
При этом она уменьшается в объеме, что сопровождается снижением давления внутри СОД. ОЖ, поступившая в бачок, при собственном нагреве начинает уходить обратно в систему, освобождая место для оставшегося в расширительной емкости воздуха и переставая на него давить. Затем наступает момент, когда давление в СОД сравнивается с внешним атмосферным. Если при этом у ОЖ температура окажется выше, чем во внешней среде, то она, продолжая остывать, будет дальше уменьшаться в объеме.
Это приведет к тому, что давление в СОД станет ниже атмосферного, то есть к разряжению, вакуумному эффекту. Наружный воздух станет оказывать давление на элементы системы и будет при этом стремиться занять ее внутренние объем. Если в какой-либо части СОД окажется «слабое» место, где при ее остывании и оказываемом извне давлении будет нарушена герметичность, то в систему попадет воздух, и в ней может образоваться так называемая воздушная пробка. Когда двигатель будет опять запущен, она, конечно, может быть вытолкнута ОЖ в расширительный бачок.
Но если этого не произойдет, воздушная пробка будет нарушать циркуляцию жидкости в СОД, препятствовать охлаждению мотора и может даже стать причиной выхода его из строя. Обычно воздух попадает в систему за счет подсасывания между патрубками и штуцерами, на которые они надеты. Чтобы этого не произошло, давление в СОД выравнивается с внешним атмосферным впускным клапаном. Он срабатывает при разряжении в системе 0,03–0,1 кгс/см 2 и впускает в расширительный бачок воздух, который фактически заменяет вытолкнутый через предохранительный клапан при нагреве ОЖ. Происходит выравнивание внутреннего давления в СОД с внешним.
Признаки и возможные последствия неисправности детали
Чаще всего последствием неисправности крышки является закипание ОЖ, иногда сопровождающееся выбрасыванием последней из расширительного бачка – нередкое явление для автомобилей ВАЗ. Если это происходит при рабочих температурах двигателя, то, скорее всего, пробка не держит необходимое давление.
Другая причина этого же явления – из-за неисправности вакуумного клапана в СОД попал воздух и образовал пробку, которая нарушает нормальную циркуляцию, а значит, и охлаждение ОЖ. Зимой из-за воздушной пробки может плохо работать печка. Неприятные последствия: потеря ОЖ, которую приходится регулярно подливать. Такое случается, когда из-за повышенного давления в СОД жидкость «выгоняется» через стыки между штуцерами и патрубками, надетыми на них, через хомуты .
Плачевные последствия:
- разрыв некачественных патрубков или тех, что давно не менялись (картина, знакомая не только владельцам ВАЗ);
- появление течи в основном или отопительном радиаторе;
- разрывает корпус термостата (для Nexia обычное дело – на 2 части);
- лопнувший расширительный бачок.
Все эти признаки-последствия неисправности крышки являются результатом повышенного давления в СОД. Последнее – не редкость для автомобилей ВАЗ 2108, 2109 и особенно 2110 с бачками нового образца. Конечно, очевидно, что пластик этих расширительных емкостей оставляет желать лучшего, но, тем не менее, тут дело и в неисправности пробки. Так что крышка, регулируя давление в СОД, еще и оберегает ее элементы от механических повреждений.
Как проверить крышку и выявить проблемы?
Перед тем, как проверить крышку расширительного бачка, ее сначала надо осмотреть, чтобы убедиться, что она цела, и у нее отсутствуют механические повреждения в виде царапин, трещин и сильного износа, а также нет ржавчины, грязи, накипи и иных изъянов. Затем следует проверить работоспособность ее клапанов. Несколько простых способов диагностики, позволяющих лишь примерно определить их исправность, приведено ниже.
Для предохранительного клапана. При работающем, прогретом двигателе окручиваем крышку. Должен раздаться шипящий звук выходящего из бачка сжатого воздуха. Значит, клапан держит давление. Но какое именно – не всякий профессионал определит.
Для вакуумного:
- Если патрубки СОД перед первым запуском мотора утром выглядят деформированными (сдавленными, плоскими) – клапан точно неисправен.
- Выкручиваем и снимаем крышку. Затем сильно сдавливаем один из патрубков СОД и, удерживая его так, ставим и закручиваем пробку обратно. Отпускаем патрубок. Если он начал принимать свою первоначальную форму – скорее всего, клапан исправен.
Более надежный способ проверить работу клапанов – использовать для этого насос с манометром. Также потребуется любой пустой расширительный бачок. К одному из его штуцеров подсоединяем, а затем фиксируем хомутом шланг насоса, у которого перед этим сняли наконечник под ниппель. Остальные выводы из бачка глушим какими-нибудь пробками. Затем закрываем бачок проверяемой крышкой.
Можно проверить и на бачке, установленном на своей машине, не сливая при этом ОЖ. Для этого, например, на ВАЗ 2109 отсоединяем от расширительной емкости патрубок, подходящий сверху и отводящий пар из СОД. Вместо него устанавливаем шланг насоса. В отсоединенный патрубок, чтобы его заглушить, вставляем что-нибудь круглого сечения и подходящего диаметра, например, сверло. Затем на этот шланг одеваем хомут и затягиваем его.
Включаем насос и, наблюдая за стрелкой его манометра, фиксируем момент появления щелчка, а следом – шипящего звука, выходящего из бачка через пробку воздуха. Если это произошло на отметке 1,1–1,5 кгс/см 2 , а дальнейшее накачивание приводит только к усилению шипения, но давление не повышается, значит, вакуумный клапан не травит, а предохранительный работает, как положено.
Доработка новой детали – что делать, если она не фунциклирует?
Когда выясняется, что крышка упорно не хочет сбрасывать избыточное давление и/или не способна восстановить потери воздуха в СОД, ее можно доработать. Больше всего, почему-то, нареканий со стороны владельцев ВАЗ, модели 2109 в том числе, покупающих новые пробки. Понятное дело, что причина неправильной работы клапанов крышки кроется в слишком большой жесткости их пружин.
Чтобы выполнить доработку крышки, например, для ВАЗ 2109, ее сначала надо разобрать. Делать это надо аккуратно, используя плоскогубцы и тонкую отвертку с плоским жалом. Надо постараться запомнить, где что стояло, чтобы пружинки не улетели бог знает куда. После того, как крышку для бачка ВАЗ 2109 удалось разобрать, наступает время кусачек. Ими надо укоротить пружинки: большую, для предохранительного клапана, как правило, на 1 виток, а маленькую – на 2.
Для второй длина удаляемого отрезка не критична – лишь бы она вообще подпирала вакуумный клапан при его закрытии и не оказывала сопротивление давлению наружного воздуха в 0,03–0,1 кгс/см 2 . С большой пружинкой сложнее – как бы не переборщить. Надо смотреть по ее жесткости и тому давлению, при котором предохранительный клапан открылся при проверке крышки бачка ВАЗ 2109. После укорачивания пружинок крышку собираем в обратной последовательности. Перед эксплуатацией желательно еще раз проверить, как она работает.
Если честно никто из нас не придает никакого серьезного значения этому устройству. Ну крышка – что с нее взять — она годна только для того чтобы не выплескивалась охлаждающая жидкость наружу! Так думают процентов 90 автомобилистов. Хотя это в корне не верно, если эта «пробка» на расширительном бачке вашего автомобиля выйдет из строя, как минимум охлаждающая жидкость будет постоянно выплескиваться, а как максимум это может спровоцировать ряд неприятных поломок. Так что нужно знать – как работает и основные принципы ее устройства. Как вы догадались, сегодня буду про это рассказывать …
Для начала небольшое определение
Крышка бачка – это запирающий элемент, который имеет в своем строении два клапана, высокого и низкого давления. Этот элемент уберегает систему охлаждения (СО) автомобиля от повреждений, а также нормализирует работу.
По сути, крышкой или пробкой назвать – язык не поворачивается, я бы сказал так – это датчик регулировки давления, только с пробкой сверху!
Задача крышки бачка
Как известно при прогреве двигателя, нагревается и охлаждающая жидкость – она расширяется. Соответственно при этом создается повышенное давление, которое больше атмосферного, это закономерно. Нужно отметить что несильно повышенное давление в СО, это и не плохо, и не хорошо, двигателю по большому счету – все равно! Главное чтобы его хватало для функционирования системы. Также она должна быть герметичной.
Если хотите — это можно сравнить с котлом отопления дома. Котел – это двигатель, патрубки – это трубы, расширительный бачок есть и там и там.
Чем больше нагревается , чем больше возникает давление в системе. Нужно отметить — что многие старые агрегаты работают при температурах 90 – 95 градусов. А вот современные движки имеют большие показатели, так не редкость работа при 100 – 110 градусах Цельсия, например мой AVEO это высокотемпературный мотор, его нормальный показатель около 115 градусов. Как вы понимаете это средние показатели, но в пиках они могут достигать еще больших значений в 120 – 125. Охлаждающая жидкость при таких температурах может увеличиться на 20 иногда даже на 25% — вот вам и избыточное давление.
Для того чтобы не разорвало трубки, радиаторы, патрубки и собственно сам расширительный бачок был придуман специальный клапан, который и находится в крышке.
Нормальное давление в различных системах, на прогретых двигателях должно быть в пределах от 1,1 до 1,5 (бар) атмосфер. Больше уже опасно.
Как раз если давление поднимается намного выше, система охлаждения может повредиться, говоря простым языком, просто разорвет все ваши шланги или чего еще хуже радиаторы.
Тут то и вступает в игру крышка расширительного бачка, она «стравливает» излишнее давление, доводя его до нормы скажем в 1,1 атмосферы. Таким образом, все ваши патрубки и шланги остаются невредимыми.
Низкое давление также опасно!
Вот представьте – ездили вы зимой по делам, а дальше поставили машину на прикол (на стоянку ночевать), антифриз начнет остывать и уменьшаться в размерах, то есть «оседать вниз». И давление также начнет падать (ведь излишки его скинул клапан и закрылся), таким образом, понижение давления начнет создавать несильный вакуум. Шланги и патрубки будут сжиматься внутрь – что также нехорошо.
Опять же крышка расширительного бачка начинает работать, у нее есть еще и клапан пониженного давления, то есть если начинает создаваться вакуум, тогда происходит открытие и пополнение воздухом системы. Шланги расширяются – до нормального уровня.
Таким образом, крышка расширительного бачка – работает и в одну (высокое давление) строну и в другую (низкое). Это очень умный и очень нужный элемент системы, не смотря на всю простоту.
Очень часто уберегает в первую очередь радиаторы от повреждения (ведь они на иномарках дорогие).
Устройство, принцип работы крышки бачка
Как я уже указывал сверху, задача крышки удерживать давление до определенного предела. Становится понятно, что она должна потно прилегать к бачку и не давать давлению стравливаться, до определенного предела – в 1,1 – 1,5 атмосфер.
Крышка сама практически ничего не держит, она нужна только для прижатия клапана высокого – низкого давления, который погружается в горловину расширительного бачка.
Как правило, на корпусе клапана стоят одна — две герметизирующих прокладки, которые и выполняют роль, своеобразных сальников. Во многих иномарках клапан один, он же и впускной и выпускной, то есть может стравливать и нагнетать давление.
Стоит отметить на многих отечественных ВАЗ, крышка устроена по-другому, здесь стоят физически два клапана, один как вы догадались работает только для стравливания давления, другой чтобы его нагнетать (нормализировать) до нормального.
Эти клапана получили названия:
- Предохранительный – от высоких показателей
- Вакуумный – от низких значений
Но пока давление в системе нормальное и тот и другой закрыты – не работают, это норма! Однако зачастую происходит поломка крышки, определить простому автомобилисту (причем начинающему очень сложно), хотя это влечет за собой достаточно дорогостоящие поломки. Сейчас пару слов о признаках, такой не исправности.
Признаки неисправности крышки расширительного бачка
Зачастую выходит из строя клапан высокого давления, он просто начинает скидывать антифриз при нормальном показателе, либо вообще его не скидывает.
- При скидывании нормального давления (при прогретом двигателе), происходит выплеск антифриза или тосола и соответственно его понижение. Зачастую может валить пар из под капота, потому как жидкость попадает на раскаленный выпускной коллектор. Причем температура двигателя не в красной зоне, то есть она рабочая – значит 90% крышка.
- При выходе из строя вакуумного клапана, будут проявляться совершенно другие признаки. Так зачастую возникают воздушные пробки в системе – приводит это к следующему, двигатель перегревается, а из печки идет холодный воздух.
Если честно причин может быть масса, так например еще один из признаков — это когда разрывает трубки или срывает хомуты. ДА и сам бачок может лопнуть – это говорит, что клапан высокого давления не скидывает «излишки» и оно начинает превышать 1,5 атмосферы, может кстати повредить и сами радиаторы, напомню их два основной и печки (в салоне).
Так что если у вас начали «сопливиться», соединительные хомуты или другие соединения, выбивает часто шланги – меняйте крышку.
Как самому проверить работу?
Если честно, то это немного проблематично, клапану – крышке нужно создать или повышенное давление, или пониженное.
Однако для начала нужно осмотреть ее визуально, если заметили трещины, потертости, разрыв уплотнительных прокладок, или прочие механические повреждения – то это скорее всего крышка. Также от времени могут прийти в негодность и внутренние элементы клапана, некоторые производители рекомендуют менять эти пробки каждые два — три года, тогда и проблем не будет.
Теперь несколько простых способов определения неисправности:
- Запустите двигатель, прогрейте его, затем аккуратно начинайте откручивать крышку, если произойдет «пшик», значит она держит свои «атмосферы», скорее всего рабочая.
- Смотрим на толстые шланги, если они сильно деформированы, как бы сдавлены, то не работает вакуумный клапан – крышка под замену.
- Есть еще один способ, но не всегда им можно воспользоваться. Откручиваем крышку с бачка, сильно сдавливаем один из толстых шлангов, затем не отпуская шланг закручиваем крышку – если они примет исходные формы, значит наша пробка рабочая. Если нет – менять. Минус только в том, что на многих современных иномарках сделать это достаточно сложно.
Конечно на многих станциях есть специальные насосы давления, к которым прикручивают крышки с бачка и нагнетают — 1,5 атмосферы, после того как пересекается этот критический показатель, клапан должен открыться, если этого не происходит – значит она неисправна.
В заключении хочется сказать – на многих иномарках крышка при откручивании ломается, внутри бачка остается сам клапан, и никак от туда не выходит. Это говорит о том что вакуум который создался внутри не дает ей выходить! Нужна замена, не потому что она сломалась, а потому что клапан – «сдох».
Вот так вот статья получилась, для тех кто лениться, смотрим видео версию.
НА этом заканчиваю, думаю было интересно, читайте наш АВТОБЛОГ.
