ВСЁ ДЕЛО В ПРОБКЕ! – или особенности национальной системы охлаждения 🙂
Однажды озадачился я устройством системы охлаждения и обнаружил одну очень непростую деталь – пробку горловины радиатора. Задался я вопросом – как же она устроена и почему там так много и сложно всё устроено. Начал я разбираться в этом вопросе и получилось как в той сказке – чем дальше, тем страшнее. И заблагорассудилось мне написать свою статью обо всех этих чудесных открытиях 🙂
А устроена эта пробка так сложно для того, чтоб повысить температуру кипения ОЖ. Странное дело, мы же используем антифриз, который кроме того что не замерзает, имеет и температуру кипения повышенную. Приготавливается он из смеси воды с концентратом волшебным. Пропорцию выбирают из графика:
Тут конечно удивляет общепринятый выбор -40°С, обозначенный пунктиром на левой ветви графика. Гораздо интереснее выбрать -63°С… А пуще прочего – -52°С на правой ветви графика, там и температура кипения повыше – около 116°С… Но этого я ещё не раскопал… Это я допишу попозжеЕ. Наверное это связано с какими-то ещё свойствами ОЖ – может вязкость повышается, может теплоёмкость ОЖ падает… Это уже другая сказка 🙂 А наша сказка – про ПРОБКУ!
А пробка наша разрабатывалась в те суровые времена, когда суровые Челябинские водители в суровый мороз перед тем как запустить мотор заливали в радиатор ведро сурово-горячей воды! А на военных ЗИЛ-131 вообще под капотом устроена система разогрева с котлом!
Суровый ЗИЛ угрюмого народа 😉 ну ладно, пусть будет Сурового народа 🙂
Это совершенно удивительный автомобиль, уровень сложности которого просто потрясает! Жаль что мотор у него… эх, такой большой V8 (Рабочий объём цилиндров — 6 л.) и всего лишь 150лс, (Степень сжатия — 6,5). … Вот на что нашим «тюнирам» нужно обратить внимание, вот где МОЩА сокрыта… Но… видимо не по русскому Сеньке шапка сия… Уж американские тюниры бы не обошли стороной такой потенциалище, уж и голову ему запилили бы, и турбинами пообвесили. Чего только стоят клапаны с залитым в них натрием и механизмом проворачивания клапана вокруг своей оси при работе! А как вам система зажигания – экранированная и полностью герметизированная, приспособленная для работы под водой. герметичные свечи, провода, трамблёр, катушка зажигания… Всё это добро стоит добрых Жигулей! :)))) А моща – всего 150лс…максимальная скорость – 88км/ч. Танк Т-80 с газотурбинным мотором 1000лс имел скорость 80! Парадокс.
Но это опять не та сказка. Наша сказка про ПРОБКУ :)))) Так вот, в ЗИЛ-131 😉 есть такая система – Пусковой подогреватель. Он состоит из бачка для бензина, калильной свечи для зажигания этого бензина, но не в бачке, а в котле! Ну как я могу не привести это эпическое повествование о подготовке к запуску мотора ЗИЛ-131 :))))
СХЕМА РАБОТЫ КОТЛА ПУСКОВОГО ПОДОГРЕВАТЕЛЯ
При пуске двигателя, когда система охлаждения заправлена водой, закрывают жалюзи радиатора, отключают масляный радиатор и на облицовку водяного радиатора надевают утеплительный чехол. Затем открывают пробки радиатора заливной воронки и сливной кран радиатора. После этого закрывают кран 32, ручкой 5 включают электродвигатель 13 вентилятора 16, поставив ее в положение I, и выключают вентилятор. Залив 1,5 л воды в воронку котла 20, открывают кран топливного бачка и ручку 5 на 15—20 сек. переключают в положение II. В этом положении откроется электромагнитный клапан 8, и топливо подается по трубке 18 в камеру сгорания 29, причем футеровка 28 будет пропитана бензином. Переключив ручку 5 в положение 0, включают включателем 2 свечу накаливания 17 (до накаливания контрольной спирали 3). При этом произойдет воспламенение бензина в камере сгорания и будет слышен «хлопок».
После «хлопка» ручку 5 возвращают в положение IIи, когда котел будет устойчиво работать, включатель 2 выключают. По истечении 1—2 минут после пуска подогревателя через воронку котла заливают 6—8 л воды в рубашку двигателя и прогревают до появления пара из наливной горловины радиатора. Если коленчатый вал легко проворачивается, переводят ручку 5 в положение Iпри закрытом кране топливного бачка. Горение в котле прекращается. Вентилятором 16 производится продувка котла. Двигатель запускают стартером; закрывают кран радиатора. После прогрева доливают до уровня воду в радиатор и в расширительный бачок. Движение автомобиля можно начинать после прогрева двигателя до 60—70°C.
Жость 🙂
Ну разве это не эпично?! Это бонба! :)))) Заливали-то они ВОДУ! А эксплуатировался этот зверь-машина от -40 до +55°C.
Но наш эпос о ПРОБКЕ! :)))
Ладно, с -40 мы разобрались, а что же с +55? Тут ведь и до температуры кипения 100°C не далече… А если в горы? Там ведь и вода закипает раньше!
Температура кипения, что поразительно, линейно, равномерно понижается на 5 градусов каждые 1500 метров! 
Вот ведь…
И вот тут конечно нужна волшебная пробка! Не простая пробка, а с паровым клапаном высокого давления, которая делает систему охлаждения герметичной. Когда вода нагреется до кипения, она не начнёт кипеть, она начнёт повышать своё давление в системе и свою температуру до предела срабатывания этого подрывного клапана. А предел давления подобран на уровне 1атм! Общее давление с давлением атмосферы – это уже 2атм, а при 2атм вода кипит уже при 120°C – вот такая волшебная пробка.
Мы помним, что давление в 1атм = 760мм.рт.ст. И глядя на эти графики, понимаешь, что даже высоко в горах общее давление в системе будет выше 1атм, а именно: давление которое выдерживает наш паровой клапан + внешнее давление атмосферы. Значит в любых горах температура кипения будет выше 100°C. На высоте примерно 5км атмосферное давление падает вдвое, то есть до 0,5 от обычного атмосферного давления, значит давление в системе может достичь общего давления 1,5атм, а при таком давлении вода кипит при 110°C, хотя у туристов (на ЗИЛе) в чайниках вода будет кипеть при 80°C. Вот в чём волшебство нашей пробки! (Компот лучше варить в системе охлаждения 🙂
Если же мотор всё же перегреется, то сработает наш клапан и бурлящий кипяток вырвется наружу, засерет всё подкапотное пространство. Это не очень эстетично… Поэтому – см. рисунок ниже – систему сделали герметичной и в этом отношении. Горловина радиатора имеет как бы двойное горлышко. Одно из них в глубине запирается паровым клапаном и поджато пружиной этого клапана, а верхушка горловины наглухо прижата крышкой пробки 2. (Ну не нашёл я хорошей картинки с резинкой в запорной пружине 3) Образуется маленькая полость между этими двумя закупорками. Эта полость шлангом соединяется с бачком. Вот в него и будет выплёскиваться адская бурлящая смесь паров с кипятком. Но роль этого бачка всё же иная, не даром же его прозвали «расширительным» — цену набиваютЬ. 😉
То была только одна часть волшебства пробки. А есть ещё один клапан – воздушный клапан, расположенный в середине большого парового клапана.
Эта пробка не такая тупая, как пробка 😉
Почему-то его называют воздушным… Наверное потому что не в каждом автомобиле этот воздушный клапан имеет пружинку. У ЗИЛа имеет, и тогда для открытия этого клапана требуется маленькое давление – на уровне 0,01-0,1атм. А в общем-то он не имеет пружинки и свисает свободно на своей оське в открытом положении, болтается в воздухе, наверное потому и воздушный. :)))) (А паровой клапан плотно прижат пружиной!) И пока вода не дошла до своего кипения, она свободно сообщается с расширительным бачком через этот воздушный клапанец: расширяется при нагревании – выходит в бачок; сужается при остывании – всасывается из бачка обратно в систему. Но стоит ей закипеть да забурлить, как этот маленький клапан – хлоп! – и закроется, и тогда система станет герметичной и начнут повышаться температура и давление до момента срабатывания парового клапана. Но поскольку теперь верхняя крышка пробки наглухо закрыта, кипяток не будет плескаться под капотом, а будет выплёскиваться тудыть – в бачок, а когда система начнёт остывать – всосётся обратно через воздушный клапан.
Вот такая «нетупая» пробка.
Но то у военного ЗИЛа допускается повышение давления в системе на 1атм! Суровые военные радиаторы выдерживают такое давление. Жигули не могут быть такими же хорошими как военный ЗИЛ, а то произойдёт разрыв шаблона о советской технике :)))) Поэтому пробка Жигулей настроена на избыточное давление 0,5атм. Это даёт повышение температуры кипения всего на 10°C. Кроме того, сегодня применяется этиленгликолевый раствор антифриза вместо воды, который имеет сам по себе повышенную температуру кипения. Казалось бы, если вы не едете в горы, зачем вам система с повышением давления? Неужели ради этих дополнительных 10°C? Да просто пробка к нам пришла из прошлого, она не захотела оставаться в прошлом 🙂
Ну и дополнительные 10 градусов вроде бы не помешают… А вы уверены в крепости своего радиатора? А шланги у вас хорошо обжаты хомутиками? Так нужно ли вам высокое давление в вашей системе?! Может всё-таки антифриза набадяжить погуще, да следить за температурой мотора щитильнее?
Это уже вопрос философский, а уж фелозефов у нас наплодилось – несть :))))
Способы проверки крышки радиатора
Зачастую водители обращают мало внимания на состояние пробок в заливных емкостях автомобиля. Мелкие детали кажутся надежными по умолчанию. Менять их не принято, а зря. Расскажем о том, как проверить крышку радиатора и предотвратить разрыв расширительного бачка, другие проблемы. Крышка сохраняет тосол от вытекания и защищает систему охлаждения от попадания внутрь мусора. Но это не главные функции.
Устройство и принцип работы
Основная задача крышки — поддерживать в системе повышенное давление. Оно нужно, чтобы увеличить температуру кипения охлаждающей жидкости. Иначе при горячем моторе тосол будет постоянно выпариваться. Если в радиатор залита вода, она закипит не при 100°C, а при 105°C. Тосол и вовсе начнет «пузыриться» только при 120°С. Рассмотрим устройство пробки:
Устройство крышки радиатора
На рисунке под номером 1 изображена эластичная прокладка. Она нужна для уплотнения. Цифра 2 — пружина парового клапана, а 3 — тарелка парового клапана. Деталь 4 — пружина воздушного клапана, а 5 — его тарелка.
Внутри пробки есть два клапана:
- Перепускной, он же паровой. Убирает из системы лишнее давление на прогретом двигателе.
- Атмосферный или впускной. Плавно выравнивает давление с атмосферным, когда мотор остывает.
Признаки неисправности
Самый явный признак — подтекание ОЖ — охлаждающей жидкости из-под пробки. Но не всегда симптом бывает заметен невооруженным взглядом. Поэтому следует проверить состояние патрубка радиатора:
- раздулся — перестал работать перепускной клапан;
- сжался — сломался атмосферный клапан.
Есть и другие признаки, по которым можно диагностировать неисправность. Например, деформация и растрескивание резиновой уплотнительной прокладки.
Еще один знаковый критерий — искривление или расслабление пружины перепускного клапана. В этом случае пробку тоже придется сменить на новую. Кроме того, в случае неисправности уровень ОЖ в расширительном бачке почти не меняется, хотя в норме должен увеличиваться после прогрева.
Диагностика
Есть несколько способов выявить поломку. Рассмотрим их подробнее. Все манипуляции следует выполнять на остывшем моторе. Иначе есть риск обжечь руки или получить струю раскаленного пара прямо в лицо. Ведь антифриз очень горячий и находится под высоким давлением. Возможные действия:
- Осмотр на глаз. Признаки механической деформации видны сразу. Это трещины, сколы, «разбухание» прокладки.
- Можно заняться тестированием пружин: сжать и посмотреть, как металл обеспечивает работоспособность.
- Не помешает проверить впускной клапан. Для этого его нужно оттянуть и проконтролировать возврат на место.
Проверка крышки радиатора авто
Порой на седло клапана попадает грязь. Тогда появляется зазор, который мешает правильной работе. В этом случае можно попытаться почистить седло самостоятельно. Но если на поверхности есть вмятины или выбоины, крышка пришла в негодность.
Паровой клапан
Первым делом нужно найти точку «подключения» к системе. Для этого достаточно снять один из второстепенных патрубков. Например, тот, что идет на подогрев коллектора или заслонки, подойдет наилучшим образом. К патрубку следует подключить автоматический насос с манометром и нажать на кнопку ON.
По мере нагнетания воздуха начнет расти давление. В определенный момент крышка издаст шипящие и булькающие звуки. Нужно записать показания манометра и сравнить его с нормативным, которое должен обеспечивать клапан. Нет расхождений или оно минимальное? Значит все в порядке.
Атмосферный клапан
Именно через впускной клапан антифриз устремляется из расширительного бачка в радиатор. Это случается, когда образуется вакуум. Его легко заполняет дополнительная «порция» охлаждающей жидкости. Диагностику выполняют так:
- Аккуратно пальцем приподнимают пятачок клапана. Если он исправен, то движется без серьезного сопротивления. Нужно проделать манипуляцию несколько раз, чтобы убедиться, что клапан работает.
- Завинчивают пробку на место. Снимают шланг с расширительного бачка и пытаются с силой дунуть в радиатор. Когда давление станет подходящим, воздух начнет проникать сквозь клапан. Это хороший знак.
Таким нехитрым способом можно убедиться в работоспособности пробки. Если тест закончился положительно, с заменой детали можно повременить.
Герметичность прокладки
Мы упоминали выше, что утечку диагностировать не так легко. Если антифриз вытекает из системы по капле, понадобится радикальный метод проверки. Сначала нужно замешать крепкий мыльный раствор. Из такого делают воздушные пузыри. Этой субстанцией следует обмазать крышку снизу.
Схема проверки крышки радиатора мыльным раствором и воздухом
На следующем этапе снимаем шланг с расширительного бачка и медленно «надуваем» радиатор. Через некоторое время из пробки начнет выходить воздух. А если нарушена герметичность прокладки, то мыльный раствор пойдет пузырями. Это верный сигнал неисправности.
Самодельный тестер
На рынке есть заводские приборы, способные выявить неисправность крышки. Но их цену не назовешь низкой. Подобное оборудование понадобится разве что для автосервиса. Для личного пользования можно собрать импровизированный тестер. Вот принципиальная схема:
Схема самодельного тестера для проверки крышки радиатора
Главный блок — бачок, обрезанный со сломанного радиатора. Состояние сот не играет роли. Важно, чтобы емкость была герметичной. К ней следует присоединить ниппель от автомобильной шины. На него легко накручивается шланг компрессора. По встроенному манометру можно наблюдать за изменением давления. Процесс тестирования прост. Нужно плотно закрутить на горловину бачка крышку. Потом включить компрессор. Вот какие значения сигнализируют об исправности пробки:
Давление открытия перепускного клапана, кПа
Давление открытия атмосферного клапана, кПа
Если клапаны крышки работают в пределах указанных диапазонов, значит ее не время менять. В противном случае следует приобрести новую. Прибор долго собирать. А главный недостаток состоит в том, что он не универсальный. Форм-фактор пробок и горловин радиатора отличается для разных марок и моделей автомобилей.
Выбор новой крышки
Основной критерий, на который нужно обращать внимание — диапазон рабочего давления. Производители указывают его на лицевой или обратной стороне крышки. Стандартное значение для легковых машин лежит в диапазоне от 0,9 до 1,1 Бара.
Сейчас в продаже есть тюнингованные пробки с завышенными значениями давления. Это сделано, чтобы повысить градус кипения ОЖ. Тогда КПД силового агрегата повысится. Но эта «фишка» нужна лишь гоночным автомобилям. Если водитель перемещается в городской черте со средней скоростью, ему не требуется подобная крышка. Ведь она создает опасности:
- Быстрая деградация тосола. У жидкости есть диапазон температур, за который не надо перешагивать.
- Большое напряжение системы охлаждения. Самые безобидные последствия — лопнет патрубок.
Крышка радиатора способна натворить немало бед, если оставить вопрос ее замены на произвол судьбы. Основной сигнал о неисправности — подтекание охлаждающей жидкости под пробку. О проблемах могут рассказать раздутые или сплющенные патрубки. Проверить деталь можно с помощью компрессора или самодельным прибором. Порой достаточно простого осмотра. Треснувшая прокладка и неисправные пружины клапанов — косвенные признаки поломки.
Крышка радиатора: устройство и возможные неисправности
Автомобиль состоит из множества узлов и деталей, одни из которых требуют постоянного внимания, а другим достаточно и периодического осмотра. Даже небольшие, на первый взгляд, не очень важные детали могут доставить автолюбителю массу хлопот. Вот к таким незаметным устройствам и относится крышка радиатора, неисправность которой может стать причиной ряда проблем. Поэтому и постараемся разобраться: как проверить крышку радиатора и зачем она нужна в автомобиле.
Устройство и принцип работы
Как правило, крышка радиатора располагается либо на самом радиаторе, либо на расширительном бачке охлаждающей жидкости. Отсюда следует правильно ее называть — как крышка системы охлаждения, а если в название еще вложить и функциональный смысл – то правильно по технической терминологии будет звучать – как перепускной клапан системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля.
В зависимости от завода изготовителя и марки автомобиля устройство крышки радиатора может отличаться как внешним видом, так и сложностью технического механизма, но в любом случае оно будет состоять из следующих основных деталей:
- жестяной крышки с элементами поворотного зажима на горловине радиатора или расширительного бочка;
- уплотнительной резинки под крышку;
- механизма впускного клапана;
- механизма выпускного клапана;
- двух клапанных мембран в виде прорезиненых тарелок;
- корпуса крышки, где располагаются клапанные механизмы.
Функциональное назначение крышки радиатора заключается в регулировании давления охлаждающей жидкости в системе охлаждения ДВС. Поэтому система перепускных клапанов предназначается для эксплуатации в диапазоне температур от нижней точки в -40⁰ C до верхней в +125⁰ C. Нижняя точка обусловлена минимальной зимней температурой окружающего воздуха, а верхняя – пределом кипения охлаждающей жидкости при избыточном давлении в 100 кПа. То есть: -40⁰ C – это температура замерзания тосола и антифриза, а +125⁰ C – их точка кипения при небольшом избыточном давлении. Для воды эти приделы температур будут лежать соответственно от 0⁰ C до +105⁰ C.
Работа перепускных клапанов крышки системы охлаждения происходит примерно по следующей схеме из трех положений:
- При +20⁰ C (условно) давление окружающего воздуха и жидкости в системе охлаждения равны, при этом оба клапана закрыты.
- Двигатель автомобиля заведен и нагревается, из-за этого охлаждающая жидкость расширяется. При достижении определенного предела выпускной клапан открывается и выпускает излишки давления, при этом не позволяя жидкости закипать.
- После отключения двигателя он начинает охлаждаться вместе с жидкостью системы охлаждения, которая, в свою очередь, уменьшается в объеме и создает разряжение. Вот тут и открывается впускной клапан для поддержания нормального давления.
Возможные причины неисправности и способы их устранения
Существуют три основные неисправности крышки радиатора – это:
- деформация и износ уплотнительной резинки под крышкой, что исключает нормальную работу выпускного клапана по поддержанию избыточного давления в системе, из-за этого жидкость может как просто закипеть, так и постепенно выкипать;
- поломка механизма выпускного клапана, что может приводить к утечке охлаждающей жидкости;
- заклинивание мембраны впускного клапана, которое может стать причиной образования воздушных пробок в системе охлаждения.
Проверку клапанного механизма крышки радиатора при открытой конструкции можно произвести самостоятельно путем визуального осмотра и попеременного надавливания на впускную и выпускную мембрану. При полностью исправном механизме резиновые уплотнители мембран не должны иметь на своей поверхности никаких отложений и плотно прилегать к седлам.
Если все-таки из-под уплотнительной резинки по горловине имеется течь тосола, то необходимо купить новую крышку радиатора, при этом не стоит экспериментировать и пробовать своими руками, подремонтировать клапанный механизм.
И стоит помнить, что открывать и снимать крышку радиатора можно только на полностью остывшем двигателе.