Как сделать систему охлаждения без давления
Обновлено: 05.07.2024
Крышка (пробка) радиатора — неприметная деталь под капотом, которой многие автовладельцы не придают должного значения. Но это не просто крышка, а важный клапан, регулирующий давление в системе охлаждения, — любые проблемы с ней грозят двигателю большими неприятностями. Разберёмся, как устроена крышка радиатора и когда её нужно менять.
Крышка или пробка?
Сперва два слова о терминологии, чтобы избежать путаницы. Крышку радиатора (radiator cap) корректно называть именно крышкой, поскольку пробка радиатора (radiator plug) — это сливная пробка в его нижней части. Однако в обиходе крышку радиатора часто называют пробкой, да и в технической литературе такой термин встречается. Поэтому среди автомобилистов в ходу оба названия, и иногда нужно исходить из контекста, чтобы понять, о какой именно пробке радиатора идёт речь.
Зачем нужна крышка радиатора
Помимо очевидной функции — герметизации радиатора для защиты от грязи и вытекания антифриза — радиаторная крышка регулирует давление в системе охлаждения, поддерживая его на необходимом уровне. Зачем? Всё дело в физике: с повышением давления возрастает и температура закипания жидкостей. Если при обычном атмосферном давлении антифриз кипит уже при 105–110 °С, то с ростом давления точка кипения охлаждающей жидкости сдвигается до 125 °С и выше. И эта разница очень важна, поскольку современные теплонагруженные двигатели часто разогреваются выше 100 °С, особенно в пробках: для некоторых моторов температура 115–125 °С является вполне нормальной. Избыточное давление в системе охлаждения позволяет им не кипеть.
Вообще, рабочая температура двигателей постоянно растёт — это прямое следствие повышения их мощности, экономичности и экологичности. Моторы прошлого века редко нагревались даже до 80 °С, к концу столетия показатель вырос до 95–105 °С, а для современных двигателей и 120 °С — не предел. Поэтому исправность крышки радиатора становится критически важной: система охлаждения должна работать в очень узком диапазоне давления, чтобы мотор не перегревался, не кипел и не терял антифриз.
Перегрев. Что делать, если закипел двигатель
Как работает крышка радиатора
Главная часть конструкции крышки радиатора — пароотводный (выпускной) клапан с тарированной пружиной. Клапан перекрывает доступ антифриза к расширительному бачку и обеспечивает герметичность системы. Но с ростом давления антифриз продавливает пружину, открывая клапан, — таким образом лишнее давление сбрасывается из системы охлаждения, а вытесненный антифриз перетекает в расширительный бачок. Как только давление в системе стабилизируется, пружина вновь закрывает клапан. Именно от жёсткости пружины зависит давление в системе охлаждения, которое поддерживает пробка радиатора.
Также в конструкции пробки есть воздушный (впускной) клапан с собственной пружиной, который открывается при охлаждении антифриза и уменьшении его объёма, благодаря чему в системе не образуется излишнее разрежение. Иногда оба клапана конструктивно объединены в один, но принцип их работы от этого не меняется. Встречаются также крышки с механической кнопкой ручного сброса давления.
Таким образом крышка радиатора поддерживает нужное давление в системе охлаждения и стравливает его излишки, защищая от повреждений радиатор и патрубки. Иногда тот же функционал выполняет крышка расширительного бачка, а на радиаторе вообще нет собственной крышки и заливной горловины для антифриза. А на некоторых моторах крышка есть и у радиатора, и у расширительного бачка — в этом случае важно не перепутать их, поскольку они рассчитаны на разное давление.
Давление крышки радиатора
Клапан крышки радиатора настроен на открытие при определённом давлении антифриза — оно указано на наклейке крышки или выдавлено прямо на корпусе. Стандартная единица измерения — килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см²), она же Атмосфера.
Стоит отметить, что это не физическая Атмосфера (атм), а техническая (ат), которая примерно равна 98,1 кПа. Поэтому на крышке, рассчитанной на давление 1,1 кгс/см², можно видеть дополнительную маркировку 108 кПа. Иногда давление клапана указано только в килопаскалях, поэтому нужно правильно сопоставлять единицы измерения при выборе крышки.
Наиболее распространённые давления крышек: 0,9 и 1,1 кгс/см²; также встречаются промежуточные варианты 1,0 и 1,05 кгс/см². Крышки на 1,3 и 1,4 кгс/см² считаются спортивными — как правило, их устанавливают на автомобили для гонок, где система охлаждения специально доработана под высокое давление.
Установка крышки радиатора с нештатным давлением
При выборе давления ориентируются на то, какая крышка радиатора установлена на автомобиле с завода. Установка крышки, рассчитанной на другое давление, — это серьёзное вмешательство в работу системы охлаждения двигателя. Нужно хорошо понимать, что вы делаете и зачем.
Так, установив крышку на 1,1 кгс/см² вместо штатной 0,9 кгс/см², вы увеличите давление в системе охлаждения. Это повысит точку кипения антифриза, что может помочь в борьбе с локальными перегревами и кавитацией, если такая проблема имеет место. В то же время возрастёт нагрузка на радиатор и патрубки, а значит и риск повреждения элементов системы охлаждения и утечки антифриза.
И наоборот: переход с давления 1,1 кгс/см² на 0,9 кгс/см² снизит давление в системе охлаждения, что поможет сберечь радиатор и патрубки от протечек. Но антифриз сможет закипеть раньше, что недопустимо для теплонагруженных двигателей. Поэтому инженеры тщательно выбирают давление в системе охлаждения исходя из конструкции мотора и условий его работы.
Чем грозит поломка крышки радиатора
Поломка крышки радиатора может создать массу проблем автовладельцу. А их последствия зависят от характера этой поломки и оперативности её устранения.
Так, клапан крышки может заклинить и не открыться при расчётном давлении — крышка не сбросит избыток давления в расширительный бачок. Обычно это приводит к повреждению радиатора или патрубков системы охлаждения, а обнаруживается проблема по луже антифриза под машиной. Хорошо, если вовремя — в этом случае автовладелец отделается покупкой нового радиатора. Если же продолжать ездить, теряя антифриз, то двигатель перегреется, и последствия будут намного серьёзнее — вплоть до капитального ремонта или замены мотора.
Ситуация может быть и обратной: клапан крышки не заклинит в закрытом положении, а просто развалится и разгерметизирует систему. В этом случае не будет поддерживаться давление охлаждающей жидкости: при прогреве двигателя антифриз расширится и сразу начнёт перетекать в расширительный бачок, переполнит его и будет выливаться на землю. А оставшийся в системе антифриз без давления начнёт активно кипеть. Результат также плачевен: перегрев двигателя и дорогостоящий ремонт.
Как проверить крышку радиатора
Диагностика крышки радиатора обычно сводится к её визуальному осмотру, проверке целостности и подвижности клапана. Но узнать, при каком именно давлении клапан срабатывает, без специального оборудования невозможно. Поэтому о неисправности крышки приходится судить по косвенным признакам:
- Утечка антифриза. Подтёки охлаждающей жидкости могут возникать из-за повышенного давления в системе охлаждения.
- Перегрев двигателя. Клапан крышки может открываться раньше времени, не поддерживая необходимое давление.
- Пар из-под капота. Без давления в системе охлаждения антифриз может выкипать даже зимой.
- Потеря антифриза. Уровень охлаждающей жидкости может снижаться и без видимых утечек, если антифриз переполняет расширительный бачок на ходу под нагрузкой.
Замена крышки радиатора
Самостоятельная замена крышки радиатора не составляет труда. Главное, соблюдать одно простое, но очень важное правило: крышку меняют только на холодном двигателе. После поездки в системе охлаждения ещё долго сохраняется давление: фонтан горячего антифриза травмировал не одного водителя, поторопившегося открутить крышку радиатора.
Также очень важен корректный подбор крышки: не только по давлению открытия клапана, но и по посадочному месту. Для правильного выбора крышки радиатора воспользуйтесь онлайн-подбором запчастей на сайте Гиперавто.
В системе охлаждения ОЧЕНЬ высокое давление.
Грешил на перегрев, поменял термовыключатель вентилятора на радиаторе. Потом стал замыкать контакты на вентиляторе на 2ой скорости, до кучи ещё и печь включал при езде. Патрубки трогал, вроде не очень горячие, но ужастно набухшие. В результате чего выдавливает ОЖ из расширительного бачка.
Беспокоит именно вытекание ОЖ. Сегодня проехал 100км за городом, скорость 100-120км/ч, 2 раза останавливался доливал литра по 2 воды.
У знакомого на 4 Гольфе, патруки трогал, огняные, но горазто менее набухшие чем у меня.
В чем причина? Неужели придётся скидывать голову (грешу на прокладку)?
Хотя масло чистое без эмульсии.
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.
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.
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…
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.
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.
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.
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.
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.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему возникает бурление в расширительном бачке системы охлаждения двигателя. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах, по которым в бачке бурлит или кипит антифриз/тосол.
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.
Причины завоздушивания системы охлаждения двигателя автомобиля и симптомы. Как выгнать воздушную пробку из системы охлаждения, советы и рекомендации.
Антифриз закипает и бурлит в расширительном бачке. Причины закипания тосола или антифриза, основные неисправности, диагностика неполадок, рекомендации.
Почему антифриз или тосол поадают в цилиндры двигателя и что делать в такой ситуации. Как самому определить наличие тосола в цилиндрах, способы ремонта.
Как понять, что двигатель начал перегреваться: очевидные и скрытые признаки перегрева мотора. Распространенные причины, по которым возникает перегрев.
Причины, по кторым охлаждающая жидкость начинает течь. Как найти место утечки антифриза или тосола самому. Полезные советы и рекомендации.
Почему двигатель перегревается или кипит, при этом радиатор охлаждения холодный. Признаки перегрева мотора, как не допустить серьезных последствий.
Читайте также: