ПРЕВРАТНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ

Сергей БОЯРСКИХ. Автогазета

Система охлаждения служит для поддержания определенного теплового режима автомобильного двигателя путем принудительного отвода теплоты от наиболее нагретых деталей и передачи его окружающей среде. Для эффективной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть постоянной и равной 80-95 С.

Для двигателя вредны как перегрев, так и переохлаждение. Из-за воздействия высоких температур уменьшаются зазоры между трущимися деталями и увеличивается вероятность задиров и заклиниваний. Одновременно ухудшаются характеристики моторного масла - оно выгорает и коксуется с образованием нагара, ухудшается также наполнение цилиндров свежей горючей смесью, что незамедлительно скажется на мощности и других показателях двигателя.

Работа двигателя при низких температурах из-за изменения вязкостных свойств масла приводит к повышенному износу деталей. Установлено, что при работе в диапазоне около 500С износ двигателя увеличивается в 1,6 раза, а при снижении температуры до 250С - почти в пять раз. Но если увеличиваются механические потери на трение, то ухудшается и экономичность - по данным исследований, на 6-8%. К тому же не испарившиеся или сконденсировавшиеся от соприкосновения со слишком холодными стенками камеры сгорания капельки топлива смывают масляную пленку, что опять-таки ускоряет износ.

Таким образом, двигатель нужно не столько охлаждать, сколько поддерживать его температуру на определенном уровне независимо от атмосферных условий, режима работы и нагрузки. Для этого, а также для уменьшения времени прогрева силового агрегата после его запуска, что особенно актуально зимой, служат узлы и устройства, в совокупности составляющие систему охлаждения.

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Различают два способа охлаждения - воздушное и жидкостное. На большинстве автомобильных двигателей по причине высокой эффективности, низкой шумности, лучших пусковых свойств, возможности объединить работу системы с надежным и удобным отопителем салона применяется жидкостное охлаждение.

Основными узлами системы являются водяной насос, радиатор и термостат. Первый узел служит для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости по рубашке охлаждения двигателя, трубопроводам системы и радиатору.

Задача термостата - автоматически поддерживать в системе оптимальную температуру и сокращать время прогрева после запуска двигателя. Рабочий элемент термостата содержит вещество, изменяющее объем в зависимости от температуры. При низких температурах клапан термостата закрыт, и охлаждающая жидкость циркулирует мимо радиатора по так называемому малому кругу. По мере прогрева клапан термостата приоткрывается, пропуская жидкость в радиатор, где лишнее тепло передается воздуху, омывающему трубки радиатора снаружи. С помощью термостата можно сократить время прогрева в 5-8 раз, а температура охлаждающей жидкости не опустится ниже 750С даже в самые сильные морозы.

Свою лепту в дело поддержания наивыгоднейшего теплового режима вносит вентилятор, который на большинстве современных двигателей включается в работу автоматически по команде датчика температуры. Датчик не только управляет работой термовыключателя вентилятора, но и передает информацию температурному указателю, расположенному на приборном щитке автомобиля.

ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ

Начинается эксплуатация системы охлаждения с заправки ее жидкостью. Нередко именно этот момент становится определяющим в том, что происходит с системой в дальнейшем.

Использование воды в качестве охлаждающей жидкости, как это делают некоторые автомобилисты, особенно из той когорты, что эксплуатируют машину только в теплое время года, имеет ряд существенных недостатков. Про то, что самым серьезным из них является способность воды замерзать уже при нуле градусов и при этом значительно увеличивать свой объем, приводя к серьезному повреждению двигателя, упомянем вскользь как об общеизвестном факте. Другой важный недостаток - наличие соединений кальция и магния, которые образуют в системе охлаждения накипь, требует некоторых объяснений.

Слой накипи, обладая высокими теплоизоляционными характеристиками, ухудшает тепловой режим двигателя, что, в свою очередь, приводит к падению мощности и увеличению расхода топлива. Установлено, что при толщине слоя накипи 1 мм расход топлива увеличивается на 5%, а мощность падает на 6%; при толщине накипи более 2 мм расход топлива увеличивается на 10%.

Накипь образует неравномерно распределенные осаждения, которые служат причиной местного перегрева отдельных деталей и их задиров, прижогов и других неприятностей. Накипь на термостате корректирует его работу. Термостат начинает включаться либо поздно, либо не до конца, в результате чего создаются условия для все того же перегрева. Или, наоборот, термостат может всегда оставаться включенным, отчего зимой порой не хватает и 10-километровой поездки, чтобы прогреть двигатель до необходимой температуры, зато перерасход топлива и преждевременный износ деталей гарантированы.

Аналогичным образом накипь влияет на работу температурного датчика, а, между прочим, информацию от него в современных двигателях учитывает не только вентилятор системы охлаждения, но и система впрыска топлива.

Накипь в радиаторе отопителя ухудшает его теплоотдачу, поэтому если зимой появляются претензии к работе системы обогрева салона, это еще не значит, что конструктивно она решена неудачно (хотя на некоторых моделях автомобилей это также имеет место), не исключено, что радиатор отопителя просто засорился.

Недостатков, присущих воде, лишены низкозамерзающие жидкости - антифризы, они же - тосолы, как их привыкли называть отечественные автолюбители. По крайней мере, применение антифризов не приводит к "размораживанию" двигателя. Кроме того, при изготовлении антифризов используется деминерализованная вода, поэтому накипь в системе охлаждения образуется гораздо медленнее. В рецептуру антифризов входят и ингибиторы - присадки, которые должны противодействовать коррозии.

Правда, с течением времени вода из антифриза испаряется, а ингибиторы постепенно теряют эффективность. Если уровень жидкости понизился, и это не связано с течами из системы, то добавляют только воду. Желательно - кипяченую, в идеале - дистиллированную, поскольку соли, содержащиеся в воде "из-под крана", не только образуют накипь, но и "убивают" присадки, содержащиеся в тосоле, заставляя последний быстро терять свои свойства.

Кстати, даже в самом благоприятном случае срок службы обычного комплекта ингибиторов составляет от 500 до 700 часов работы в дизельном и от 700 до 1000 рабочих часов в бензиновом двигателе. Иными словами, обязательной операцией ухода за системой охлаждения должна быть замена тосола один раз в три-четыре года.

Еще одна причина, по которой рекомендуется использовать антифризы. Температура кипения тосолов порядка 1080С. Следовательно, применение тосолов - один из способов борьбы с перегревом двигателя, особенно при движении по тяжелым дорогам в жаркую погоду.

ПЕРЕГРЕВ

Первыми признаками перегрева, кроме показаний аварийного сигнала и указателя температуры охлаждающей жидкости, являются: падение мощности двигателя, его неустойчивая работа, появление детонационных стуков, обильное выделение пара из-под пробки радиатора или расширительного бачка. Следствия - задиры и заклинивания деталей двигателя, прогорание прокладки головки блока, коробление головки.

Что требуется, чтобы система охлаждения надежно защищала двигатель от перегрева? Во-первых, она должна быть заполнена достаточным количеством охлаждающей жидкости. Во-вторых, жидкость должна непрерывно циркулировать внутри системы под действием водяного насоса. Далее следует обеспечить свободную и достаточную подачу воздуха к трубкам и пластинам сердцевины радиатора, причем сердцевина должна быть очищена от попавших внутрь при движении автомобиля насекомых. Наконец, внутренние поверхности системы охлаждения и сердцевины радиатора должны быть свободными от накипи, затрудняющей теплообмен и уменьшающей сечение каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Уменьшение количества жидкости в системе может быть связано как с естественным испарением, так и с течами. Ликвидируются течи подтягиванием хомутов, крепящих патрубки и шланги системы, заменой этих шлангов, если на них появились трещины, заменой уплотнительных прокладок или изношенного сальника водяного насоса. Если поврежден радиатор, то течи из него устраняются запайкой или заклеиванием поврежденных мест эпоксидным составом.

Случается, что небольшая течь может открыться только при каких-то определенных температурах из-за термического изменения размеров деталей, например во время прогрева двигателя, а затем, по достижении рабочих тепловых параметров, микротрещина или образовавшийся зазор вновь "захлопывается". Обнаружить течь в таких случаях бывает трудно. Достаточно эффективны для борьбы с подобными течами специальные герметики, которые добавляют в охлаждающую жидкость. Только при их использовании строго придерживайтесь инструкции по применению и не переусердствуйте с дозировкой. Были случаи, когда "лошадиные" дозы герметика закупоривали не только места течей, но и радиаторы отопителей салона автомобиля.

Автомобильная химия предлагает и немалое количество препаратов для борьбы с накипью и удалением ее из системы охлаждения.

Кстати, современные системы охлаждения являются закрытыми и работают под некоторым избыточным давлением. Это должно предотвращать повышенный расход охлаждающей жидкости и одновременно не допускать ее преждевременного закипания. Поддерживают избыточное давление в системе клапаны в пробке радиатора или расширительного бачка. Как показывает практика, на подержанных автомобилях эти клапаны зачастую давно вышли из строя. Грубо проверить работоспособность клапанов можно приложив пробку к губам: клапан должен срабатывать только на вдох.

ТЕРМОСТАТ

Часто перегрев связан с отказом термостата, когда его клапан зависает в таком положении, что перекрывает путь потоку в радиатор. Отметим однако, что если двигатель вдруг перегрелся после длительной нормальной езды в установившемся режиме, то дело, скорее всего, не в термостате: возможно, просто ослабло натяжение или вообще порвался приводной ремень водяного насоса или вентилятора. Классический выход из ситуации, когда ремень разорвался, а запасного нет, известен многим автолюбителям. Из старой камеры вырезают резиновые кольца, надевают вместо ремня и продолжают поездку.

Итак, термостат. Как правило, он отказывает при срабатывании, то есть в период прогрева после запуска двигателя. Двигатель нагревается до рабочих температур, а затем и перегревается. При этом температура перепускного шланга системы охлаждения на ощупь будет намного выше, чем нижнего бачка радиатора или отходящей от него трубы. Если оказия приключилась в теплый период эксплуатации, то после демонтажа неисправного термостата можно продолжать поездку без ущерба для двигателя, а ремонтом заняться позднее, ведь термостат незаменим скорее зимой, нежели летом.

Не торопитесь выбрасывать старый термостат, нередко удается вернуть ему работоспособность элементарной очисткой от накипи и загрязнения. Проверяют термостат, опустив его в ванну с водой, стоящую на электроплитке. За повышением и понижением температуры воды наблюдают по термометру: клапан исправного термостата должен полностью открываться при 80-850С, а закрываться при охлаждении до 680С.

Иногда предметом головной боли владельца автомобиля может стать электропривод вентилятора системы охлаждения. Здесь возможно все: от элементарного перегорания предохранителя или потери контакта в проводке до отказа электродвигателя или реле его включения.

Кстати, не всегда перегрев связан с неполадками в системе охлаждения. Иногда его причиной становятся неправильная регулировка систем зажигания и питания, длительная езда на низких передачах, ухудшение условий смазки и даже загрязнения наружной поверхности двигателя, которая также участвует в передаче тепла окружающему воздуху.

ЕСЛИ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕГРЕЛСЯ

Во-первых, не паникуйте. Следует остановиться и дать ему поработать на холостых оборотах, а чтобы одновременно увеличить расход жидкости, эти обороты можно увеличить до 2-3 тыс. в минуту. При этом откройте капот, включите отопитель и его вентилятор. Помните, что остановка двигателя при критических температурах недопустима, тем самым вы обрекаете силовой агрегат на тепловой удар. На многих иномарках, например, конструктивно предусмотрено, что в жаркий день после выключения зажигания вентилятор системы охлаждения будет продолжать работать, чтобы уменьшить термические нагрузки на детали двигателя.