6 подписчиков

Система охлаждения двигателя: как она устроена и как работает: это должен знать каждый водитель

7 минут

1 прочтение

29 марта

Система охлаждения — элемент конструкции ДВС, значение которого трудно переоценить. От неё зависит работоспособность всего мотора, а любая неисправность может привести к его дорогостоящему ремонту. Рассказываем о принципе работы системы охлаждения двигателя автомобиля, возможных неисправностях и путях их решения.

Что такое система охлаждения двигателя и для чего она нужна

О предназначении системы охлаждения двигателя можно догадаться по её названию. Но зачем нужно принудительно охлаждать мотор? Дело в том, что температура газов в цилиндрах может достигать 2000℃, и они нагревают все детали двигателя.

Долго в таком режиме силовая установка не проработает — перегрев чреват выходом из строя всего ДВС. Резко возрастает износ узлов, нарушаются нормальные зазоры между деталями и сам процесс сгорания рабочей смеси, возникает опасность заедания, заклинивания и температурной деформации, что в конце концов может привести к дорогостоящему ремонту.

Чрезмерное охлаждение двигателя тоже нежелательно, так как у него есть понятие рабочей температуры. Ниже неё падает мощность, увеличивается расход топлива и растёт вязкость масла. Оно перестаёт эффективно смазывать трущиеся детали, что ведёт к их повышенному износу, а также создаёт дополнительное сопротивление вращению валов и сильнее нагружает прокачивающий его по каналам насос.

Ухудшаются смесеобразование (холодное топливо плохо испаряется) и экологические показатели. Зазоры в сопряжении деталей оказываются больше штатных. И в целом, слишком интенсивное охлаждение ДВС приводит к усиленному износу поршневой группы и цилиндров.

Таким образом, система охлаждения — это конструктивный компонент, предназначенный для отвода излишнего тепла от деталей и узлов, а также поддержания оптимальной температуры двигателя.

Кроме того, охлаждающая система обеспечивает теплом салон, в некоторых ДВС с турбонаддувом помогает снижать температуру сжатого компрессором воздуха перед его подачей в цилиндры, а в высокомощных температурно-нагруженных силовых установках за счёт дополнительного масляного теплообменника позволяет избежать перегрева масла и потери им необходимых свойств.

Типы систем охлаждения

Системы охлаждения ДВС бывают двух типов:

Воздушные. Как следует из названия, этот способ охлаждения мотора предусматривает отвод тепла от цилиндров, головки блока и масляного радиатора с помощью воздуха. Характерный признак конструкции — дополнительные рёбра на блоке и головке блока цилиндров, которые увеличивают площадь поверхности, контактирующей с воздухом.

Воздушный поток подаётся к корпусу двигателя принудительно при помощи вентилятора. Из-за роста удельной мощности и ужесточения экологических требований моторы с воздушной системой охлаждения перестали устанавливать на автомобили ещё в конце прошлого века. Одной из последних таких моделей был Porsche 911 поколения 993.

Жидкостные. Все современные автомобили имеют такую схему охлаждения двигателя, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать именно её. По своей конструкции она сложнее, чем воздушная, но более эффективна. Принцип работы системы охлаждения такого типа заключается в циркуляции охлаждающей жидкости (антифриза) по каналам внутри ГБЦ и блока ДВС, где она нагревается, а потом отдаёт тепло в атмосферу с помощью радиатора.

Как работает система охлаждения двигателя

Для начала рассмотрим устройство системы охлаждения двигателя. На серийных автомобилях используют двухконтурную схему, в которую входят:

«Рубашка» охлаждения блока цилиндров и головки блока.
Термостат.
Основной радиатор.
Вентилятор радиатора.
Водяной насос (помпа).
Патрубки, шланги и расширительный бачок.
Радиатор отопителя.
Кран отопителя.

Принцип работы системы охлаждения двигателя довольно прост. Как только запускается мотор, ОЖ с помощью насоса начинает циркулировать по так называемому малому кругу: она проходит по рубашке двигателя (полость, которая заполнена жидкостью и окружает нагретые части двигателя) и возвращается в насос через обходные патрубки.

Одновременно с этим жидкость проходит через радиатор отопителя, чьей основной задачей является передача части тепла в салон автомобиля в холодное время года. Летом этот канал можно закрыть с помощью крана отопителя (печки), которым управляет водитель из салона (в старых машинах) или электроника климат-контроля.

Перенаправлением охлаждающей жидкости между контурами заведует термостат. О том, как он устроен, где находится и как работает, можно прочитать в Учебнике. При достижении температуры 80–90°С клапан термостата открывается, и охлаждающая жидкость начинает движение по большому кругу.

Поток направляется в большой радиатор, расположенный в передней части моторного отсека, где жидкость принудительно охлаждается встречным потоком воздуха. Если его недостаточно, то в работу вступает вентилятор системы охлаждения, дополнительно обдувающий радиатор. Это может происходить, например, в сильную жару или при движении в пробках с малой скоростью.

Таким образом, движение охлаждающей жидкости в двигателе обеспечивается насосом, а её охлаждение — интенсивным обдувом радиатора воздухом. Рабочая температура жидкости поддерживается термостатом, регулирующим поток жидкости через радиатор, и включением-выключением вентилятора.

В современных силовых установках предусмотрены два отдельных подконтура — для ГБЦ и блока двигателя. Чтобы двигатель быстрее разогревался, они сначала работают отдельно друг от друга: один охлаждает блок, второй — прогревает головку. При выходе на рабочую температуру контуры объединяются.

Возможные неисправности охлаждения

На неисправность системы охлаждения автомобиля прежде всего укажет перегрев двигателя. Про него сообщит соответствующий красный индикатор на панели приборов или стрелка указателя температуры, уходящая в красную зону. Реже возникает обратная ситуация: прогретый до нормальной температуры двигатель при движении, особенно с большой скоростью, начинает остывать. Все эти проблемы могут быть вызваны следующими причинами:

Недостаток охлаждающей жидкости. Чаще всего это связано с её утечкой или выкипанием. Причины самые разные: трещины в бачке, радиаторе или рубашке охлаждения, неплотные соединения патрубков и пробки радиатора, течь сальника помпы и так далее. В случае утечки следует долить антифриз, но открывать пробку расширительного бачка на горячем двигателе нельзя. Находящаяся под давлением ОЖ может выплеснуться и обжечь руки. Поэтому стоит подождать около 15 минут после выключения мотора, пока ОЖ немного остынет, и открывать пробку в перчатках или через толстую тряпку.
Не работает помпа. В этом случае антифриз перестаёт прокачиваться по системе, что очень быстро приводит к перегреву. Если насос с механическим приводом от двигателя, то следует проверить, цел ли ремень. Если помпа электрическая, то дело может быть в электропроводке или предохранителях.
Не работает вентилятор. Здесь также может быть причина в перегоревшем предохранителе, неисправности реле или датчика температуры жидкости.
Заедание термостата. Его «зависание» в закрытом положении «отключает» циркуляцию жидкости через радиатор, что и ведёт к перегреву. Если на машине радиатор долго остаётся холодным, то дело может быть в термостате. Когда он заклинивает в открытом положении, возникнет обратная ситуация: радиатор сразу станет тёплым, а мотор будет очень долго нагреваться до рабочей температуры. О том, как проверить термостат, не снимая с машины, и подробнее о признаках неисправности мы тоже рассказывали в Учебнике.
Радиатор сильно загрязнён. При визуальном осмотре можно заметить, что ячейки забиты, например, грязью и пухом. Возможны и отложения осадка в узких трубках охладителя. В обоих случаях радиатор не справится со своими обязанностями даже с рабочим вентилятором. Чтобы решить проблему, радиатор нужно промыть снаружи и внутри.
Воздух в системе охлаждения. Он нарушает нормальную циркуляцию жидкости по системе. О том, откуда берётся воздух и как выгнать воздушную пробку из системы охлаждения, мы рассказали в отдельной статье.
Неисправность клапана в крышке расширительного бачка. Непосредственно к перегреву эта проблема не приводит, но может создать в системе избыточное давление, что чревато протечками, а также разрывами патрубков и расширительного бачка.

Советы по уходу за системой охлаждения

Охлаждение современного двигателя спроектировано так, чтобы без вмешательства механиков работать десятки, а то и сотни тысяч километров. Тем не менее система охлаждения требует контроля со стороны владельца и минимального обслуживания.

Прежде всего стоит соблюдать периодичность замены охлаждающей жидкости. О том, как часто менять антифриз в автомобиле и какую именно охлаждающую жидкость выбрать, мы уже рассказывали.
Регулярно проверяйте уровень охлаждающей жидкости в бачке. Помните, что это надо делать «на холодную», до запуска мотора.
Также периодически осматривайте компоненты системы на наличие протечек и следите за состоянием расширительного бачка и его крышки (там не должно быть грязи, накипи и ржавчины).
Во время каждой замены охлаждающей жидкости промывайте систему охлаждения:
Если вы чувствуете, что печка в машине работает недостаточно эффективно, то стоит промыть её радиатор.