Как работает система охлаждения двигателя ниссан
Давление в системе охлаждения двигателя ниссан дизель
Давление в системе охлаждения двигателя: что нужно знать
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.
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.
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.
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Система охлаждения двигателя 1,6 (описание конструкции)
Система охлаждения двигателя:
1 – отводящий шланг радиатора;
2 – радиатор;
3 – кожух вентилятора;
4 – подводящий шланг радиатора;
5 – корпус термостата;
6 – отводящий шланг радиатора отопителя;
7 – штуцер выпуска воздуха;
8 – подводящий шланг радиатора отопителя;
9 – пароотводящий шланг;
10 – наливной шланг;
11 – расширительный бачок
Система охлаждения – жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Состоит из расширительного бачка, насоса охлаждающей жидкости, рубашки охлаждения двигателя, термостата, соединительных шлангов и радиатора с электрическим вентилятором. К системе охлаждения подсоединен радиатор отопителя.
Заправляется система охлаждающей жидкостью через горловину расширительного бачка.
Элементы расширительного бачка:
1 – пароотводящий шланг;
2 – крышка заливной горловины;
3 – бачок;
4 – наливной шланг
Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачной пластмассы, что позволяет визуально контролировать уровень охлаждающей жидкости. На стенке расширительного бачка нанесены метки МАХ и MIN, между которыми должен находиться уровень жидкости на холодном двигателе. К верхнему штуцеру бачка подсоединен пароотводящий шланг, соединяющий бачок с крышкой термостата. Наливной шланг расширительного бачка и отводящий шланг радиатора соединяются с подводящей трубой насоса
Крышка расширительного бачка
Герметичность системы охлаждения обеспечивается впускным и выпуcкным клапанами в крышке расширительного бачка.
Выпускной клапан поддерживает повышенное, по сравнению с атмосферным, давление в системе на горячем двигателе. За счет этого повышается температура кипения жидкости и уменьшаются паровые потери. Впускной клапан открывается при понижении давления в системе на остывающем двигателе.
При утере крышки нельзя заменять ее герметичной крышкой без клапанов, даже подходящей по размеру и резьбе, – это приведет к недопустимому повышению давления в системе охлаждения (на горячем двигателе) и как следствие – утечке охлаждающей жидкости из-под хомутов шлангов.
На шланге подвода жидкости к отопителю имеется штуцер, а на корпусе термостата – пробка для выпуска воздуха из системы охлаждения при ее заправке жидкостью. Штуцер на шланге закрыт колпачком.
Насос охлаждающей жидкости:
1 – корпус;
2 – крыльчатка
Циркуляцию жидкости в системе охлаждения обеспечивает насос охлаждающей жидкости. Насос охлаждающей жидкости – лопастной, центробежного типа, приводится зубчатым ремнем привода ГРМ от зубчатого шкива коленчатого вала. Состоит из корпуса, подшипникового узла с уплотнением, крыльчатки и зубчатого шкива. Жидкость поступает к насосу через подводящую трубу, расположенную на передней стенке блока цилиндров под защитой топливной рампы.
Термостат:
1 – термостат;
2 – уплотнительное кольцо
Из насоса жидкость под давлением подается в рубашку охлаждения двигателя, а оттуда – к корпусу термостата.
Термостат способствует ускорению прогрева двигателя, автоматическому поддержанию его теплового режима в заданных пределах и регулирует количество жидкости, проходящей через радиатор. Внутри термостата установлен металлический баллон с термочуствительным наполнителем (воском). Баллон герметично закрыт резиновой вставкой. При нагревании наполнитель расплавляется и увеличивает свой объем, сдавливая вставку.
Резиновая вставка деформируется, при этом мембрана прогибается и перемещает шток, управляющий клапаном термостата.
На непрогретом двигателе клапан термостата закрыт и перекрывает патрубок ведущий к радиатору системы охлаждения. При этом вся жидкость через корпус термостата попадает в радиатор отопителя, минуя радиатор системы охлаждения, и возвращается к насосу – малый круг циркуляции. По мере прогрева двигателя, при температуре жидкости 89 °C клапан термостата начинает перемещаться, пропуская поток жидкости в радиатор системы охлаждения. При температуре 95±2 °C клапан термостата полностью открывается и жидкость поступает в радиатор системы охлаждения, где отдает тепло окружающему воздуху.
Пробка на корпусе термостата для выпуска воздуха из системы охлаждения
Движение жидкости через рубашку охлаждения двигателя и радиатор системы охлаждения образует большой круг циркуляции. Через радиатор отопителя жидкость циркулирует постоянно и не зависит от положения клапана термостата.
Радиатор:
1 – резиновая подушка нижнего крепления;
2 – отводящий патрубок;
3 – левый бачок;
4 – штифт верхнего крепления;
5 – подводящий патрубок;
6 – правый бачок
Радиатор системы охлаждения состоит из двух вертикально расположенных пластмассовых бачков, соединенных алюминиевыми трубками с охлаждающими пластинами. Жидкость поступает в радиатор через патрубок в правом бачке, а отводится через патрубок в левом бачке. В радиаторе отсутствует сливное отверстие.
Вентилятор системы охлаждения в сборе с радиатором:
1 – дополнительный резистор;
2 – кожух;
3 – электродвигатель;
4 – крыльчатка
Электрический вентилятор установлен в кожухе за радиатором.
С повышением температуры охлаждающей жидкости вентилятор включается по команде электронного блока управления (ЭБУ) двигателем через реле.
Резиновая подушка нижнего крепления радиатора
Дополнительный резистор вентилятора
На автомобилях, оборудованных кондиционером, на кожухе вентилятора установлен дополнительный резистор. При повышении температуры охлаждающей жидкости или при включении кондиционера ЭБУ включает вентилятор через дополнительный резистор и вентилятор вращается с малой скоростью. При дальнейшем повышении температуры жидкости и достижения значения давления хладагента выше порогового уровня ЭБУ включает электродвигатель, минуя резистор, и вентилятор вращается с большой скоростью.
Вентилятор включатся на малой скорости, когда температура охлаждающей жидкости становится выше 99 °C и выключается, когда температура снижается до 96 °C.
Вентилятор включатся на большой скорости, когда температура охлаждающей жидкости становится выше 102 °C и выключается, когда температура снижается до 98 °C.
Если температура охлаждающей жидкости превышает 118 °C то в комбинации приборов загорается сигнализатор перегрева двигателя.
Если после выключения зажигания температура охлаждающей жидкости превышает 103 °C то вентилятор в течении пяти минут продолжает работать на малой скорости. После того как температура жидкости станет ниже 100 °C вентилятор выключается.
Датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры охлаждающей жидкости
Датчик температуры охлаждающей жидкости ввернут в корпус термостата (см. «Снятие датчика температуры охлаждающей жидкости»).
Датчик выдает информацию на указатель температуры в комбинации приборов, сигнализатор перегрева двигателя и электронный блок системы управления двигателем.