Давление в системе охлаждения двигателя. пару слов о радиаторах. необходимые знания

Типы систем охлаждения

Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждение — тепло от двигателя с воздушной системой охлаждения передается в окружающую среду через оребрение цилиндров двигателя.

Воздушное охлаждение может быть естественным (за счет естественного движения потока воздуха) и принудительным (за счет потока воздуха создаваемого вентилятором).

Воздушное охлаждение не способно равномерно отводить тепло от двигателя и в настоящее время используется на двигателях легкой высокоподвижной техники: мотоциклах, мопедах, снегоходах и квадроциклах.

Жидкостное охлаждение

Жидкостное охлаждение — тепло от двигателя отводится с помощью охлаждающей жидкости, в качестве которой может выступать вода, антифриз или масло.

Системы жидкостного охлаждения могут быть замкнутые (охлаждающая жидкость циркулирует по герметичному контуру) и незамкнутые (теплоноситель подается извне двигателя и нагретый уходит в окружающую среду).

По способу циркуляции охлаждающей жидкости системы жидкостного охлаждения делятся на принудительные (циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется за счет работы насоса) и термосифонные (циркуляция жидкости осуществляется за счет разницы в плотности жидкости нагретой в двигателе и охлажденной в радиаторе).

Жидкостное охлаждение имеет гораздо более сложное устройство, но лучше справляется со своими функциями, поэтому используется на большинстве современных автомобилей.

Газы в системе охлаждения двигателя признаки

Симптомы прорыва газов и закипания жидкости одинаковы. Но все таки суествуют небольшие различия. Именно на начальном этапе необходимо увидеть признаки прорыва газов.

• Газы прорвавшиеся из камеры сгорания в первую очередь скапливаются в самой верхней точке  камеры сгорания. Как правило, это радиатор отопителя салона. То есть нарушается циркуляция жидкости в радиаторе отопителя салона. Поэтому постепенно будет снижаться температура воздуха подаваемая из отопителя. Причем во всём остальном. Изменений происходить не будет. Температура системы охлаждения при этом в норме. Жидкость из расширительного бачка выбиваться не будет. Единственное при открытии крышки расширительного бачка сбрасывается небольшое давление. Но определить это как прорвавшиеся газы не получится. Потому что при нагреве пары расширяются и создают небольшое избыточное давление в системе.
• Если внимательно присмотреться внутрь расширительного бачка. Будут видны небольшие пузырьки. Пузырьки эти могут появляться по разному. Они могут возникать на еще не прогретом двигателе. Могут появиться позднее, когда двигатель начнет прогреваться.

Отказ отопителя и появление пузырьков уже говорят о наличии проблемы. В результате выброса газов. Увеличивается давление системы. Из за повышенного давления увеличивается  температура закипания  жидкости. По принципу скороварки. То есть из за нарушения циркуляции увеличивается температура. а закипания не происходит. В результате резкого снижения давления по причине открывания крышки бачка или лопнувшего патрубка. Происходит мгновенное закипание. Жидкость под большим давлением выбрасывается наружу.  Это и является причиной ожогов когда пытаются открыть крышку бачка или радиатора. при возникновении проблем с системой охлаждения. Если обнаружено повышение температуры. Не нужно сразу глушить двигатель. Необходимо дать ему остыть на холостых оборотах. Что бы клапан  в крышке бачка справился со сбросом давления постепенно.

Тяжело определить почему закипела жидкость. От прорыва газов или из за неисправностей системы охлаждения. Как проверить идут ли газы в систему охлаждения на самом раннем этапе прорыва. Пока клапан крышки расширительного бачка ещё срабатывает и справляется с повышенным давлением.

При наличии самых первых признаков и нужно бить тревогу. Потому что количество прорывающихся газов будет только увеличиваться.

На первых этапах жидкость не будет поступать в камеру сгорания в местах прорыва газов. Или её поступать будет, но в  небольших количествах. Тем более возможно, что при остывании двигателя прорыв вообще устранится до следующего нагрева. На работу двигателя это не окажет практически ни какого влияния. Со временем жидкость будет накапливаться в камере сгорания в больших объемах. И если е накопится достаточно для того чтобы заполнить объём камеры сгорания произойдет гидроудар. Жидкость не сжимается. Поэтому произойдут разрушения гильзы поршня и шатуна.

Повторюсь что на начальном этапе прорыв газов можно определить по наличию пузырьков  в расширительном бачке. Нарушениям в работе отопителя. Может быть возникнет подтекание жидкости между головкой и блоком цилиндров. При нагреве в этих местах будет наблюдаться парение жидкости.

Можно использовать механический способ проверки прорыва газов. Если подвести поршень в ВМТ такта сжатия. В свечное отверстие при помощи переходника подать давление воздуха от компрессора. То в случае прорыва газов именно в этом цилиндре. Начнет подниматься уровень жидкости в расширительном бачке. Таким образом, необходимо проверить каждый цилиндр.

На окончательной стадии неисправности. Сомнений не возникает. При увеличении оборотов на не прогретом двигателе жидкость сильно выбивает из расширительного бачка. До этого доводить нельзя.

Единственный эффективный способ как проверить идут ли газы в систему охлаждения на начальном этапе. Это использовать специальную жидкость катализатор. Через неё пропускают газы скопившиеся в расширительном бачке. В случае наличия прорыва газов из камеры сгорания катализатор поменяет цвет. Жидкость катализатора заливается в специальную колбу.

Она имеет две полости. Одну для поступающих газов из расширительного бачка. Другую для заливки катализатора. Газы пропускаются через катализатор. И в случае изменения цвета с уверенностью можно судить о наличии повреждения.

Подобный прибор можно приобрести по этой ссылке Licota ATP-2101 Набор для проверки утечек СО2 в системе охлаждения

Неисправности системы охлаждения

Необходимость ремонта системы охлаждения возникает в случае постоянного перегрева или переохлаждения охлаждающей жидкости (ОЖ), снижения уровня ОЖ в системе в результате утечки, возникновения электролиза в ОЖ и др.

Перегрев ОЖ вызывает детонацию двигателя, которая резко увеличивает износ цилиндров и поршневых колец, приводит к прогоранию поршней и снижению долговечности подшипников скольжения (вкладышей). Нарушение процесса сгорания топливновоздушной смеси при перегреве, увеличение сил трения приводят к возрастанию расхода топлива и снижению мощности двигателя. Понижение температуры ОЖ в рубашке охлаждения двигателя повышает износ деталей ЦПГ вследствие смывания со стенок цилиндров масла топливом. Происходит разжижение масла топливом, попадающим в масляный картер, более интенсивное образование смоляных и лакообразных отложений на поршнях и поршневых кольцах.

Понижение температуры ОЖ на каждые 10 °С от номинального значения уменьшает мощность двигателя на 1,5 % и увеличивает расход топлива на 2 %.

Перегрев двигателя может быть вызван: недостатком ОЖ в системе охлаждения из-за ее утечки или выкипания, засорением системы, обрывом или пробуксовкой ремня привода вентилятора, отказом в работе электро- либо гидромуфты вентилятора, заклиниванием термостата в закрытом состоянии или жалюзи в закрытом положении, неправильной установкой угла опережения зажигания.

Переохлаждение двигателя возможно при заклинивании термостата в открытом состоянии или отсутствии самого термостата, неисправности гидро- или электропривода вентилятора.

Одной из неисправностей современных систем охлаждения с радиатором, изготовленным из алюминия, и температурным датчиком включения вентилятора (термовключателем), находящимся под напряжением, является возникновение электролиза.

Электролиз — это реакция разложения раствора химических веществ при прохождении через них электрического тока. Характерные признаки протекания электролиза: засорение трубок радиатора, наличие белого налета возле его негерметичных мест и отложений зеленоватого цвета возле термовключателя. В случае появления таких симптомов необходимо тщательно проверить соединения электрических приборов системы охлаждения.

Для радиаторов, изготовленных из алюминия, не рекомендуется использовать в качестве ОЖ воду, так как при этом происходит коррозия трубок.

Подтекание ОЖ может быть вызвано негерметичностью соединений шлангов системы охлаждения со штуцерами и патрубками, неплотностью соединений фланцев патрубков, негерметичностью сливных пробок и краника отопителя, повреждением шлангов, трещинами в бачках и сердцевине радиатора, износом самоподжимного сальникового уплотнения жидкостного насоса.

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.

Например, давление в 1.5 атмосферы означает, что ОЖ закипит при 110 градусах, увеличение давления еще на 0.5 атм. отодвинет точку кипения еще на 10 градусов и т.д. Если добавить, что в современных антифризах пакет присадок позволяет улучшить также свойства самой жидкости, температурой кипения нередко является отметка около 130-140 градусов при нужном давлении. Это позволяет увеличить температуру срабатывания термостата, делая моторы более «горячими», производительными и одновременно экологичными.

Идем далее. На разных двигателях рабочее давление внутри системы охлаждения может отличаться от 1.2 до 2.0 атм. или даже больше (другими словами, от 1.2 до 2.0 Бар). Данный показатель зависит от конструктивных особенностей ДВС, свойств самой ОЖ, температуры термостатирования и т.д. При этом давление создает сама жидкость при нагреве в замкнутом контуре.

При этом избытки давления сбрасывает в атмосферу специальный клапан, который находится в крышке расширительного бачка

Обратите внимание, важно понимать, что от данного клапана и общей герметичности самой системы напрямую зависит ее работоспособность и эффективность охлаждения мотора

Простыми словами, если система герметична, клапан контролирует давление внутри системы, не допуская образования избыточного давления, что и препятствует разрыву патрубков, радиатора или самого расширительного бачка и т.п.

Еще одной функцией крышки бачка является выравнивание давления после того, как двигатель заглушен и ОЖ начинает остывать. Уровень остывающей ОЖ понижается, во время остывания в закрытой системе неизбежно образуется разрежение. Вполне очевидно, что это также приведет к проблемам. Чтобы выровнять давление, клапан в крышке расширительного бачка открывается, через него происходит забор наружного воздуха.

Одной из главных задач производителей двигателей является повышение КДП, которое в идеале должно доходить до 100%. Но в данный момент двигатели внутреннего сгорания, используемые в автомобилях, далеки от идеалов. Во время их работы значительная часть энергии тратится на трение и нагрев. Из-за возникающего нагрева, в автомобиль приходится устанавливать системы охлаждения. В данный момент наиболее распространена система жидкостного охлаждения мотора автомобиля. В нее заливается охлаждающая жидкость (тосол или антифриз), которая циркулирует по системе под давлением, охлаждая соответствующие агрегаты. В рамках данной статьи рассмотрим, какое именно давление в системе охлаждение создается, как это происходит, а также другие вопросы, связанные с темой.

Система охлаждения для инжекторных двигателей.

Вообще, работа стандартной системы основана на данных, которые дает датчик температуры. Схематически она состоит из следующих элементов:

• Радиатор. Там содержится охлаждающая жидкость. В зимнее время радиатор работает еще и как отопительный прибор.
• Множество шлангов отводящих и подводящих охлаждающую жидкость.
• Датчик температуры, уровня жидкости вентилятора.
• Расширительный и радиаторный бачки.
• Кожух.
• Ремень.
• Жидкостная и пусковая камеры.

Также особо стоит отметить в системе охлаждения ВАЗ 2110 еще два шланга, один подходит к дроссельному патрубку, а другой служит для отвода жидкости.

В самом дроссельном патрубке к тому же имеется жидкостный датчик, который следит за температурой и уровнем тосола. Примечательно, что в самых последних моделях двигателя десятки датчик температуры помещен в специальный литой алюминиевый корпус, а емкость расширительного бачка значительно увеличена.

Теперь, когда с устройством системы все понятно можно поговорить и о том, как она работает на практике.

— Система охлаждения на ВАЗ 2110: принцип работы и характерные неисправности

Вообще, в системах охлаждения российских автомобилей является тосол – это смесь воды с этиленгликолем или еще некоторыми присадками. Замерзает такая жидкость только при экстремально низких температурах и ей не страшны даже самые лютые сибирские морозы.

Чтобы полностью наполнить систему охлаждения десятки потребуется почти 8 литров тосола. В дальнейшем жидкость нужно будет только доливать и изредка не чаще чем каждые 75 тысяч километров пробега в профилактических целях производить ее полную замену.

Если же говорить именно о том, как работает система, то весь процесс можно для простоты восприятия поделить на несколько этапов:

• Изначально движение жидкости по всей системе обеспечивается в результате работы центробежного насоса. Он расположен в блоке цилиндров и приходит в действие от ремня ГРМ.
• Во время циркуляции по системе жидкость от соприкосновения с раскаленными узлами двигателя нагревается. Тут в работу и включается датчик температуры. До тех пор, пока температура жидкости приемлема она двигается по малому кругу. Когда тосол нагревается уже слишком сильно, циркуляция для обеспечения большего охлаждения переходит на большой круг. То есть фактически, когда открыть дорогу на большой круг решает именно датчик температуры, который путем открытия перепускного клапана может менять направление жидкости.

А вот когда тосол разогревается до 102 градусов – жидкость переходит на циркуляцию только по большому кругу. Таким образом, поток воздуха извне и обеспечивает ее охлаждение.

Проверка системы

Схема СО

Огромной части поломок можно избежать, если соответствующим образом относиться к собственному автомобилю. Да, никто не исключает непредвиденных ситуаций, однако простые меры профилактики обязательно должны стать для вас нормой обращения с машиной:

• Проверяйте постоянно показатель уровня жидкости охлаждения в бачке, при необходимости доливайте;
• Для своего ВАЗ 2110 не поскупитесь на качественную охлаждающую жидкость;
• Не применяйте простую воду в качестве охладителя, поскольку она обладает меньшей температурой кипения, способствует образованию накипи и коррозии внутри системы охлаждения;
• Всегда смотрите на показания датчика температуры ОЖ, расположенные в салоне. Избегайте ситуаций, когда стрелка переходит красную границу.

Очевидно, что СО — это важнейший узел в подкапотном пространстве, от эффективности работы которого зависит состояние, работоспособность двигателя и не только

Потому крайне важно бережно относиться к системе охлаждения, следить за ее состоянием, своевременно предпринимать действия по устранению возникающих неисправностей

Система охлаждения (ВАЗ-2110 в том числе) выполняет сразу несколько важных функций. Она снижает температуру масла, детали двигателя, газа, а также нагревает воздух, который поступает в салон.

Существует несколько вариантов реализации СОД. Различают закрытые системы с применением жидкостей, а также воздушные. Антифриз более эффективно отводит тепло от деталей трения и других горячих элементов. Воздушный вариант работает посредством обдува воздухом. Существуют также комбинированные типы, однако они не слишком распространены.

Чаще всего в большинстве современных автомобилей применяется именно жидкостная система. Она позволяет эффективно охлаждать детали мотора. Она не издает шума, если сравнивать ее с воздушным типом. Ее гораздо легче обслуживать и ремонтировать.

Именно по этой причине система охлаждения ВАЗ-2110 разделена на два контура. Так мотор может гораздо быстрее выйти на свои рабочие температуры.

Важность соблюдения норм для частных домов и многоэтажных строений

Нормы давления в отопительной системе частного дома или «многоэтажки» устанавливаются обязательными, действующими документами. Эти значения помогают обеспечить комфортную температуру в помещении. Однако главное их предназначение ― обеспечение безопасной эксплуатации. Чрезмерное давление в системе не просто выводит оборудование из строя, а становится опасным для человека. В системе циркулирует горячая вода, и прорыв труб или нарушение герметичности стыков приводит к ожогам

С учётом этого, при обустройстве системы отопления важно соблюдать установленные нормы и правила

Источник

Почему система должна быть под давлением?

Давление отопительной системы — важный показатель. Основные причины учёта давления в системе:

Закрытая система — это система с мембранным расширительным баком в котельной, вместо открытого на крыше. Так же такие системы зачастую работают с помощью принудительной циркуляции.

В закрытой системе процесс нагрева, происходит быстрее чем в открытой, поэтому уровень давления больше, чем у открытой. За счёт этого используются более качественные трубы и радиаторы, что влечёт более дорогостоящую систему отопления.

Если в доме установлена закрытая система отопления, она требует большего внимания к себе при подготовке к зимнему периоду.

Когда давление указывает на уровень больше, чем 2, то следует выявить причину такой ситуации. Это может быть связано с перегревом системы, неправильно рассчитанном расширительном баке или с его неправильной работой.

Принцип работы такой системы связан с простыми законами физики. Теплоноситель в таких системах чаще всего движется без помощи специальных насосов.Уникальность системы открытой подачи тепла — естественное движение теплоносителя.

В основном теплоноситель в открытой системе отопления — вода, хотя бывают и индивидуальные случаи.

Слаженную схему работы обеспечивает бачок, который следует пополнять водой, для регулировки нужной температуры и давления.

Причины установки открытой системы теплоотдачи:

• Лёгкий монтаж;
• Бюджетный вариант;
• Достаточная подача тепла которая экономит бюджет;
• Возможность использования без насоса.

Алгоритм открытой системы тепловой отдачи, позволяет автоматически контролировать давление в баке, при правильном монтаже и настройке всех схем.

Стандарт 1.5-2 бара

До 2 этажей 1,5-2 бара

Более — до 4 атмосфер.

Газовые системы отопления, одна из надёжных систем теплоснабжения, используемая в современном мире и частных домах. Многие люди, перед тем, как планируют построение дома, заранее ищут местность с газицифированным ресурсом. Газовые системы отопления- наиболее автоматизированные и лёгкие в монтаже, а также в долгосрочности использования.

Принцип работы — газ, как носитель, который не подвергается замерзания и не требует слива в канализацию.

Отопительный системы на газу, имеют большой выбор на рынке, как со стороны генераторов теплоотдачи и со стороны системы.

Стандартный показатель уровня давления в баке- это 1.5 бар, стоит учитывать индивидуальный паспорт каждого производителя. У разных заводов свои инструкции и применение.

В небольших помещениях до 200 метров, давление в баке составляет 0.7-1 бар и достигает уровня 2 бар в индивидуальных случаях.

Многоэтажные сооружения с отдельными квартирами требуют тщательной и детальной проверки и регулировки давления в тепловой системе. Следовать стоит специальной таблице, нормативов и показателей давления. Также нужно разбираться в разных видах показателей.

Рабочее давление в помещении, где отопление должно эффективно работать на множество семей и контролируется городскими службами, детально контролируется на протяжении необходимого периода отопления.

У каждого жилого здания или комплексы, уже установлены свои показатели, заданные инженером. Вот стандартные цифры давления в многоквартирном доме:

1. 5 этажей и выше. 2-4 атмосферы.
2. 6 и до 10 этаже. 5-7 атмосфер.
3. Выше 10 этажей. 12 и более атмосфер, зависит от уровня радиаторов, труб и так далее.
   Контроль давления в многоквартирных домах- сложный процесс и требует детальной схемы и тщательной эксплуатации.

Давление тепловых систем, независимо от выбора, требует детального наблюдения и обслуживания. Лучший способ, заранее заложить правильные схемы в архитектурный проект и прописать плюсы и минусы и учитывать бюджет, местность и другие причины.

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.

Описание принципа работы СО

На ВАЗ 2114 для остывания двигателя используется та же схема, что и на всех других инжекторных автомобилях. Все основано на теплообмен с помощью жидкости (тосола, антифриза или же воды).

Устройство СО состоит из составляющих:

1. Электродвигателя;
2. Насоса (гоняет жидкость по системе);
3. Радиатора;
4. Термостата (нужен для регулировки работы всех составляющих).

Под действием центробежного насоса охлаждающая жидкость (ОЖ) циркулирует по всем трубам. Специальный вентилятор включается/выключается, в зависимости от показателей датчика. Все зависит от той температуры, которая сейчас поддерживается в автомобиле. Если она превышает показатель в 87 градусов, то происходят две вещи:

• Открывается клапан термостата, охлаждающая жидкость поступает на большой круг (проход по трубам через двигатель и охлаждает его).
• Включается вентилятор, который дует на решетки радиатора, таким образом, уменьшая температуру ОЖ.

Клапан термостата – это очень важный элемент всей системы охлаждения. Он изготовлен из специального технического воска, который под действием определенной температуры деформируется, пуская ОЖ (охлаждающую жидкость) по большому контуру. Чем больше температура, тем больше он деформируется. Таким образом, регулируется количество подачи ОЖ, а значит и интенсивность остывания.