Об экспертизе, причинно-следственных связях и экспертах, или как правильно обнаружить виновника поломки двигателя?

Назначение

В процессе работы ДВС температуры в камере сгорания могут достигать 2000 градусов. Если не будет надежной системы охлаждения, повысится расход масла и горючего. Перегрев приведет к быстрому износу и поломке двигателя.

Если мотор не будет достаточно прогреваться, это также будет на нем негативно сказываться. Если наблюдается переохлаждение, это грозит снижением мощности, интенсивным износу, повышенным расходом горючего.

Более того, в большинстве современных автомобилей, кроме основных задач, данная система выполняет и второстепенные функции. Первым делом это обеспечение работы отопителя. Также система призвана охлаждать не только сам двигатель, но и масло, жидкость в автоматической коробке передач. Иногда она действует и на дроссельный узел вместе с впускным коллектором.

В современной системе (будь то жидкостное или воздушное охлаждение двигателя) рассеивается до 35 процентов тепла, произведенного в результате горения топливо-воздушной смеси.

Ежедневное, плановое и сезонное обслуживание системы охлаждения

Основные работы, связанные с ТО системы охлаждения силового агрегата, начинаются с диагностических: нужно проверить герметичность, тепловое состояние, работу термостата и ремня вентилятора. При этом на полностью прогретом моторе следует замерять температуру между нижним и верхним бачком радиатора: разность показаний не должна превышать 10-12 градусов.

Герметичность системы, напротив, проверяют в двигателе «на холодную». Причем под давлением и в определенном температурном диапазоне, указанном в техпаспорте автомобиля. Если обнаруживается, что термостат неисправен, его в обязательном порядке меняют

При инспекции особое внимание следует уделить самым проблемным точкам, которыми являются сальник водяного насоса и места соединений патрубков. Все остальные работы проводятся в соответствии с техническим регламентом, утвержденным производителем транспортного средства

Ежедневное обслуживание (ЕО) в первую очередь предполагает долив антифриза. Его уровень должен быть на 2-3 см ниже окончания заливной горловины. Кроме того, при обнаружении ослабления резьбовых соединений их необходимо подтянуть.

Техническое обслуживание №1 (ТО-1). В перечень проводимых работ входит удаление масла и грязи с корпуса двигателя путем промывки сильной струей воды. Аналогичной процедуре подвергается и радиатор. Также требуется проверка работоспособности клапанов, пробки и привода радиатора. После проверки ремней натяжения как водяной помпы, так и вентилятора, в случае необходимости проводится их регулировка по нескольким точкам. Количество точек зависит от особенностей конструкции узла. Наконец, в обязательном порядке проводятся смазочные работы, затрагивающие шкив вентилятора и подшипники водяного насоса.

Техническое обслуживание №2 (ТО-2) заключается в проверке корректности работы гидро- и электромуфты включения вентилятора, указателя температуры антифриза и датчика.

Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится примерно после 50 тыс. км пробега, однако эта цифра зачастую индивидуальна для каждого автомобиля. Главная задача СО – промывка системы водой под давлением для удаления шлама при отключенном термостате. Причем струю нужно держать в направлении, обратном движению антифриза.

ЛАЙФХАК. Самое страшное, что может произойти в зимний период – полное размораживание системы охлаждения. Чтобы этого не произошло, при риске высоких температур рекомендуется заливать в горловину хладагент с температурой замерзания в районе -40 градусов. А поскольку такой антифриз имеет значительный коэффициент расширения, систему потребуется заполнить максимум на 95%.

Двигатель гудит, но не работает или выдает малые обороты

При заниженном напряжении сети электромотор не осиливает прокрутку оси, при этом он будет гудеть. При данной неисправности, первым делом, проверяем уровень напряжения в сети при помощи мультиметра (он должен быть не менее 220 В).Если вольтаж в норме, то вероятно давление в ресивере слишком велико, и поршень не осиливает проталкивание воздуха. В этом случае производители рекомендуют установить автоматический переключатель “AUTO-OFF” в положение “OFF” на 15 секунд, а затем перевести его в позицию “AUTO”.

Если это не помогло, значит неисправно реле контроля давления в ресивере или засорился перепускной (контрольный) клапан.

Интеллектуальные системы теплового регулирования

В настоящее время имеют место тенденции к разработке оптимизированных систем регулирования различных потоков веществ и тепловых потоков.

Тепловое регулирование выходит далеко за пределы систем охлаждения в том отношении, что оно учитывает все потоки веществ и тепловые потоки, имеющие место в автомобиле, т.е. в дополнение к системе охлаждения двигателя учитывается, например, система кондиционирования воздуха. Цели оптимизации включают:

Снижение расхода топлива и содержания вредных веществ в отработавших газах;
Повышение эффективности кондиционирования воздуха;
Увеличение срока службы компонентов;
Улучшение охлаждения при частичных нагрузках двигателя.

Один из основных принципов теплового регулирования заключается в том, что вспомогательная мощность, используемая для работы системы охлаждения, всегда представляет собой потери полезной мощности двигателя, и производительность тех или иных компонентов не может произвольно повышаться при неизменной доступной вспомогательной мощности. Поэтому для достижения целей оптимизации система охлаждения снабжается «интеллектуальной» микропроцессорной системой управления как с известными, так и с новыми исполнительными механизмами. Например, в целях снижения интенсивности подачи охлаждающего воздуха до необходимого минимума в зависимости от рабочих условий (регулирование по потребности) система может быть оборудована регулируемыми шторками радиатора или регулируемым приводом вентилятора. В дополнение к снижению коэффициента сопротивления c_d, эти меры способствуют ускорению прогрева двигателя при низких наружных температурах и повышению эффективности системы отопления салона. Уменьшение части мощности, расходуемой на работу системы охлаждения, означает наличие запаса мощности, который может быть использован при критических состояниях системы охлаждения, с обеспечением в то же время выполнения целей оптимизации.

Другим важным принципом является поддержание, насколько возможно, постоянной температуры охлаждаемых компонентов независимо от условий работы и окружающих условий. Примером применения этого принципа является использование охлаждающей жидкости двигателя для регулирования температуры рабочей жидкости трансмиссии. Быстрый прогрев рабочей жидкости после запуска двигателя и ее эффективное охлаждение, предотвращающее перегрев, снижают потери на трение в трансмиссии, увеличивают срок службы и позволяют увеличить интервалы технического обслуживания.

В конечном итоге, рассмотрение систем охлаждения и кондиционирования воздуха как единого целого открывает новые возможности использования «тепловой интеграции». Тепловые потоки одной системы могут использоваться или рассеиваться другой системой без необходимости в каком-либо значительном увеличении вспомогательной мощности. Примером такого подхода является использование отходящего тепла системы охлаждения отработавших газов для отопления салона автомобиля.

В целом система теплового регулирования включает:

Выравнивание температуры рабочей жидкости трансмиссии;
Программируемый термостат;
Электрически регулируемую вязкостную муфту;
Регулирование скорости насоса системы охлаждения;
Регулирование потока охлаждающего воздуха при помощи, например, шторок радиатора;
Охлаждение отработавших газов;
Жидкостное охлаждение воздуха наддува (промежуточное охлаждение).

Потенциал снижения расхода топлива за счет применения всех этих устройств и систем составляет до 5 % (для легковых автомобилей). Кроме того, имеется ряд дополнительных преимуществ, соответствующих вышеуказанным целям оптимизации. Решающее значение в реализации этого потенциала имеют пределы, в которых система управления двигателем использует опции управления системой охлаждения.

В настоящее время на автомобилях в различной степени реализуются те или иные отдельные меры по оптимизации температурных режимов узлов автомобиля. В то же время комплексная система теплового регулирования остается резервом для будущих поколений автомобилей.

Система воздушного охлаждения двигателя: устройство, преимущества и недостатки

Сегодня мы поговорим о воздушном охлаждении двигателей авто, разберем его принцип действия, а также ознакомимся с его достоинствами и недостатками.

Устройство

Во время работы, мотор автомобиля разогревается до высоких температур, которые оказывают негативное влияние на его функциональное состояние. Чтобы не возникало перегрева, в конструкции автомобиля применяется система охлаждения, которая, как мы сказали чуть выше, бывает жидкостной и воздушной. Охлаждение посредством антифриза затрагивать не будем, а вот про устройство системы воздушного охлаждения поговорим более подробно.

Как не трудно догадаться, основным носителем «прохлады» выступает поток воздуха, нагнетаемый мощным кулером (вентилятором). Помимо вентилятора, состав данной схемы предусматривает наличие охладительных ребер камер сгорания цилиндров и головки блока цилиндров, искусственно увеличивающих площадь охлаждения. Для изоляции элементов применяются специальные кожухи. Дефлекторы служат устройствами, регулирующими направление воздушного потока. Разумеется, за всей системой неусыпно наблюдают всевозможные контрольные датчики.

Принцип работы

Ввиду наибольшего нагрева «головы» и цилиндропоршневой зоны основной поток воздуха направляется именно на них. Чтобы он доходил наиболее полно, предусматривается его распределение по каналам, образованным ребрами охлаждения. Дальнейшее продвижение потока за счет нескольких дефлекторов перенаправляется по остальным частям силового агрегата. Дефлекторы представляют собой тонкие, но достаточно твердые металлические пластины. Поступающее количество воздуха поистине огромное. Вентилятор ежеминутно способен поставлять почти 30 кубических метров аэросмеси, что позволяет обеспечивать полноценное функционирование движка небольшого объема и умеренной мощности без каких-либо температурных ограничений эксплуатационной среды. Уровень интенсивности охлаждения изменяется автоматически, посредством термостата и заслонок.

Преимущества и недостатки использования.

Преимуществами системы воздушного охлаждения можно назвать несомненную простоту устройства, не требующую вмешательства во внутреннюю конструкцию мотора и подразумевающую элементарные обслуживающие мероприятия. Помимо этого, аэроохлаждение делает возможным значительное снижение веса силового агрегата. Отметим и превосходные показатели холодного пуска, характерные для автомобилей с данными системами.

Недостатки подобного охлаждения тоже имеются. Например, двигатели, в случае использования воздушного теплоотведения, становятся намного более требовательными к качеству топлива и смазывающих материалов, так как их функционирование связано с осложненными условиями. Отметим и повышенный уровень шума, который неминуемо возникает во время работы. Не оставим без внимания и увеличенные размеры (не путать с массой) двигателя. К сожалению, и равномерность охладительных процессов оставляет желать лучшего.

Наиболее распространенные неисправности.

Характерным признаком сбоев в системе воздушного охлаждение является повышение температурных показателей двигателя выше предельно допустимой границы. Как только водитель замечает, что начался перегрев, ему необходимо заглушить авто, чтобы выяснить причину аномального роста температуры.

Наиболее частой причиной сбоев является обрыв приводящего ремня основного кулера. В случае если это произошло, приборная панель проинформирует автолюбителя включением соответствующей сигнализирующей лампой. Помимо этого, порой случаются проблемы в работе термостата, однако они не являются слишком распространенным явлением.

Итоги

Система воздушного охлаждения применялась на таких моделях как Фольксваген Жук и Транспортер, Порше 911 и некоторых других.

В нынешние времена популярность такого решения сократилась до минимума. В основном это обусловлено чрезвычайным распространением автомобилей, имеющих поперечное расположение силового агрегата. Такая конструкция делает невозможным наличие должного воздушного охлаждения, да и установка жидкостных систем охлаждения в этом случае гораздо более удобна и продуктивна.

Эффективная система охлаждения двигателя: какая она

Она должна быть способна отводить около 30% тепла, выделяемого двигателем, при этом поддерживая оптимальную рабочую температуру.

Она должна отводить тепло с большей скоростью, когда двигатель горячий, и снимать двигатель с меньшей скоростью, когда двигатель холодный.

Примечание: двигатели в автомобилях повышенной проходимости и внедорожниках необходимо охлаждать по крайней мере по двум причинам. Одна основана на температуре горящих газов в цилиндрах, превышающей температуру плавления материала блока и цилиндров.

Если не убрать тепло, двигатель может выйти из строя. Вторая причина – поддержание оптимальной температуры двигателя помогает поддерживать его эффективную работу (подумайте об экономии топлива) и оптимизирует объемную эффективность (подумайте о лошадиных силах).

Вентиляторы для системы охлаждения

Вентиляторы различаются по многим параметрам, включая материал, из которого они состоят, и способ их изготовления или сборки, по диаметру, количеству лопастей, длине лопасти, шагу лопасти и типу ступицы. Материалы включают нейлон или пластик, металл и гибридные материалы, например, вентилятор Horton HTEC (термореактивный композит).

Формованные вентиляторы являются наиболее распространенными и интенсивно используются как на дорогах, так и вне дорог. Они изготавливаются из пластика или нейлона и имеют цельный дизайн.

Модульные вентиляторы обычно используются в условиях бездорожья и обеспечивают значительную гибкость конструкции. При этом в одной и той же втулке могут использоваться различные длины лезвий, их шаг, конфигурации и материалы для оптимизации производительности. Различные варианты ступиц увеличивают их пригодность для многих применений.

Металлические вентиляторы используются в внедорожных транспортных средствах, а также в транспортных средствах, предназначенных для дорог. Прочные и относительно легкие, они могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с учетом точных требований к воздушному потоку, размеру, длине лопасти, ширине лопасти, типу кожуха, зазору наконечника, диапазону скоростей передаточного числа вентилятора и другим факторам.

Выходная струя газа содержит много влаги

Такая ситуация возникает при следующих условиях:

большое скопление влаги в ресивере;
загрязнен воздухозаборный фильтр;
влажность в помещении компрессорной установки повышена.

С влагой в выходной струе сжатого воздуха борются такими методами:

регулярно сливают избыточную жидкость из баллона;
очищают или заменяют фильтрующий элемент;
переносят компрессорную установку в помещение с более сухим воздухом или устанавливают дополнительные фильтры-влагоотделители.

Вообще поршневым двигателям свойственна высокая вибрация. Но, если раньше относительно тихая компрессорная установка начинает грохотать, существует большая вероятность того, что ослабли винты крепления двигателя или сильно износился материал виброподушек.

Воздушное охлаждение двигателя: принцип работы, преимущества и недостатки

Назначение

Устройство и принцип действия

В воздушной системе самым главным является воздушный поток. При помощи воздуха тепло отводится от камер сгорания, ГБЦ, масляных радиаторов. Система представляет собой вентилятор, охладительные ребра в цилиндрах и на ГБЦ. Также в устройстве имеется съемный кожух, дефлекторы и решение для контроля за работой системы. Вентилятор системы охлаждения двигателя оснащен сеткой для защиты лопастей от попадания посторонних предметов.

Дополнительные ребра позволяют увеличить площадь поверхности, которая контактирует с воздухом. За счет этого воздушное охлаждение двигателя эффективно справляется со своей задачей.

Поток воздуха при работе двигателя в принудительном порядке подается к мотору при помощи лопастей вентилятора – они преимущественно изготовлены из алюминия. Не нужно объяснять, наверное, почему включается вентилятора охлаждения на холодном двигателе. Воздушный поток проходит между ребрами, а затем равномерно разделяется за счет дефлекторов и проходит через все горячие детали двигателя. Таким образом, мотор не нагревается чрезмерно.

Вентилятор подает в систему охлаждения поток воздуха объемом 30 кубических метров в минуту. Этого достаточно для обеспечения нормальной работы мотора с невысокой мощностью и небольшим объемом.

Охлаждающие жидкости

Внутри системы перемещается теплоноситель (жидкость), который при проходе через радиатор охлаждается и возвращается в мотор. Условно все ОЖ делятся на несколько видов:

Дистиллированная вода. Наиболее экономный вариант, не предусматривающий покупки дополнительного средства. Применяется в теплое время года, когда нет риска замерзания системы.
Тосол — старое название ОЖ, применяемой в СССР. Раньше такие составы заливались в «Жигули», но сегодня почти не применяются.
Антифризы — современные охлаждающие жидкости, в состав которых входят специальные присадки. Они отличаются по ресурсу, особенностям защиты от коррозии, наличием добавок и другими особенностями.

Задача современных антифризов состоит в отводе тепла, защите от коррозии и чистке радиатора автомобиля от накопившихся внутри загрязнителей.

При этом антикоррозийная функция считается самой важной, а эффективность этой опции напрямую влияет на цену. При выборе ОЖ необходимо ориентироваться на рекомендации производителя в привязке к марке автомобиля

Схема, элементы системы охлаждения и их работа

Основные элементы, из которых состоит схема системы охлаждения двигателя, встречаются и схожи у разных типов моторов: инжекторных, дизельных и карбюраторных.

Общая схема жидкостной системы охлаждения двигателя

Жидкостное охлаждение мотора дает возможность в равной мере забирать тепло со всех узлов и деталей двигателя не зависимо от степени тепловой нагрузки. Двигатель с использованием водяного охлаждения создает меньше шума, чем двигатель с воздушным охлаждением, обладает большей скоростью прогрева при пуске.

Система охлаждения двигателя содержит следующие детали и элементы:

рубашка охлаждения (водяная рубашка);
радиатор;
вентилятор;
термостат;
жидкостный насос (помпа);
расширительный бачок;
соединительные патрубки и сливные краны;
отопитель салона.

Рубашкой охлаждения («водяной рубашкой») принято считать сообщающиеся между двойными стенками полости в тех местах, где наиболее нужен вывод избыточного тепла.
Радиатор. Предназначен для рассеивания тепла в окружающую атмосферу. Он конструктивно состоит из множества изогнутых трубочек с дополнительными ребрами для увеличения теплоотдачи.
Вентилятор, включающийся электромагнитной, реже гидравлической муфтой, при срабатывании температурного датчика охлаждающей жидкости усиливает набегающий на авто воздушный поток. Вентиляторы с “классическим” (постоянно включенным) ременным приводом встречаются в наши дни редко, в основном, на старых автомобилях.
Центробежный жидкостный насос (помпа) в системе охлаждения обеспечивает постоянную циркуляцию охлаждающей жидкости. Привод помпы чаще всего реализован с помощью ремня или шестерней. Двигатели с турбонаддувом и с непосредственным впрыском топлива, как правило, снабжены дополнительной помпой.
Термостат – главный узел, регулирующий потоки охлаждающей жидкости, устанавливается обычно между входным патрубком радиатора и «водяной рубашкой» двигателя, конструктивно выполнен в виде биметаллического или электронного клапана. Назначение термостата – поддержание заданного рабочего температурного диапазона охлаждающей жидкости при всех режимах работы двигателя.
Радиатор отопителя очень похож на радиатор системы охлаждения меньших размеров и расположен в салоне авто. Принципиальное отличие состоит в том, что радиатор отопителя передает тепло в салон, а радиатор системы охлаждения – в окружающую среду.

Принцип работы

Принцип работы жидкостного охлаждения двигателя состоит в следующем: цилиндры окружены «водяной рубашкой» из охлаждающей жидкости, отбирающей лишнее тепло и переносящей его к радиатору, откуда оно передается в атмосферу. Жидкость, непрерывно циркулируя, обеспечивает оптимальную температуру двигателя.

Принцип работы системы охлаждения двигателя

Охлаждающие жидкости – антифризы, тосол и вода – в процессе эксплуатации образуют осадок и накипи, нарушающие нормальную работу всей системы.

Вода не бывает химически чистой в принципе (за исключением дистиллированной) – в ней содержатся примеси, соли и всевозможные агрессивные соединения. При повышенной температуре они выпадают в осадок и образуют накипь.

В отличие от воды антифризы не создают накипи, но в процессе эксплуатации разлагаются, а продукты распада отрицательным образом сказываются на работе механизмов: на внутренних поверхностях металлических элементов появляется коррозионный налет и наслоения органических веществ.

Кроме этого, в систему охлаждения могут попадать различные посторонние загрязняющие субстанции: масло, моющие средства или пыль. Также могут попасть и специальные герметики, используемые для аварийной заделки повреждений в радиаторах.

Все эти загрязнения оседают на внутренних поверхностях узлов и агрегатов. Они характеризуются плохой теплопроводностью и забивают тонкие трубки и соты радиатора, нарушая эффективную работу системы охлаждения, что приводит к перегреву двигателя.

Видео о том, как устроено охлаждение мотора, принцип работы и неисправности

Ещё кое-что полезное для Вас:

Плохо греет печка в салоне, причины, что делать и профилактика
Почему двигатель автомобиля не заводится: как найти причину
Радиатор охлаждения двигателя: устройство и принцип работы

Распространённые поломки термостата

Следующий шаг на пути к простой проверке термостата — знакомство с основными его неисправностями. Здесь тоже всё довольно легко, так как у столь простого узла может быть всего пять возможных поломок. Знать их полезно не только ради проверки, но и для понимания последствий той или иной неисправности. Тем боле, что некоторые из них могут привести к весьма дорогому ремонту.

Заклинивание в открытом состоянии

Эта неисправность термостата встречается чаще других. Заключается она в том, что клапан термостата в один прекрасный момент открывается полностью, и навсегда остаётся в таком состоянии. Происходит такое потому, что усилия пружины недостаточно, чтобы вернуть тарелку на своё исходное место. Как правило, причиной служит коррозия, накипь или твердение жидкости в капсуле.

Косвенные признаки заклинивания термостата в открытом состоянии:

Мотор долго не выходит на рабочую температуру даже в тёплое время года.
В морозы вообще не прогревается до нормы.
Печка либо еле греет, либо постоянно дует холодным воздухом.
Мощность двигателя снижается.
Расход топлива повышается.

Последствия поломки:

Ухудшается текучесть моторного масла.
Сокращается общий ресурс двигателя.
Автомобиль становится некомфортным в зимнее время года.

Если рассуждать в целом, то заклинивание термостата в полностью открытом положении — это не критически опасная поломка. Машина с ней может проездить долго и безотказно. Собственно говоря, много кто так и ездит, а о проверке термостата задумываются лишь с приходом холодов.

Заклинивание в закрытом состоянии

Это, пожалуй, самая опасная неисправность термостата. Когда охлаждающая жидкость остаётся «запертой» в малом контуре, перегрев двигателя неизбежен. Случается такое по нескольким причинам. Опять же, накипь и коррозия. А также капсула с жидкостью иногда перестаёт быть герметичной, и из-за этого не может выполнять свою работу

С такой поломкой проездить долго не получится, а потому очень важно всегда помнить о том, как её своевременно выявить

Косвенные признаки заклинивания термостата в закрытом положении:

Стрелка на панели приборов зашкаливает.
При наличии загораются соответствующие сигнальные лампы или ошибки.
Мотор может терять приёмистость, стабильность и даже глохнуть.
При работающей печке в салоне возможен едкий запах антифриза.
Белый пар из-под капота.

Последствия поломки зависят от того, на какой стадии она будет замечена. Если своевременно, то ничего страшного не произойдёт. Хотя и дальше ехать своим будет сложновато, а летом практически невозможно. Если же заклинивание термостата в закрытом состоянии прозевать, двигатель попросту перегреется и либо заглохнет, либо сломается. В общем — опасная неисправность.

Преждевременное открывание или закрывание

У исправного термостата момент открывания и закрывания наступает при определённых температурах, «комфортных» для двигателя. Если же клапан срабатывает раньше времени, то показатели охлаждающей жидкости постоянно выходят за пределы оптимального диапазона. Поломка эта не такая страшная, как заклинивание в закрытом состоянии, тем не менее…

Когда термостат начинает приоткрываться или закрываться раньше времени:

Двигатель не прогревается до рабочей температуры, как положено.
Печка никогда не греет на максимум.
Чуть повышается расход топлива.

В принципе, ничего страшного. Но неприятно. Причиной такой неисправности чаще всего становится естественный износ термостата. Хотя иногда попадается брак, и он чудит описанным образом сразу «из коробки».

Позднее открывание или закрывание

В этом случае всё наоборот — двигатель регулярно, хоть и не критично, перегревается, а из печки воняет палёным антифризом. Причины поломки аналогичные. Естественный износ или брак. Сюда стоит также добавить неправильно подобранный термостат. Такое иногда случается, так как вполне реально найти для своей машины подходящий по размерам вариант. Устанавливается он легко (ну или с помощью небольшой доработки напильником), а вот температуры, при которых он открывается и закрывается — рассчитаны для другого двигателя.

Неполное открывание или закрывание

Крайне редко встречающаяся поломка. Опасна только в том случае, если термостат неполностью открывается. Понятно, что рано или поздно это приведёт к перегреву двигателя. Если же клапан закрывается неполностью, то будет почти то же самое, что и в случае преждевременного срабатывания. Поэтому повторяться не будем. Приступим к проверке.