Давление в системе охлаждения автомобиля и на что оно влияет — одна из популярных тем автомобильного интернет-холивара, хотя по накалу страстей она конечно далека от «маслотерки» или рассуждений типа «погреть разогревать или не разогревать». Тем не менее, вопрос этот важный и интересный, и хотелось бы поставить на нем последние штрихи.
Температура кипения воды при атмосферном давлении – общеизвестная и каноническая 100°С. Этиленгликолевый антифриз при тех же условиях – 105-107°С около 1,2-1,5 атм создается в системе охлаждения двигателя. За счет этого температура кипения антифриза смещается к значениям 120-125 °С и даже выше, а «горячие» двигатели (которых за последние 10 лет стало большинство) поддерживают стабильную температуру без риска кипение охлаждающей жидкости при нормальных условиях.
Давление выше атмосферного является нормой для систем охлаждения 99,9% современных двигателей. Его основная и единственная задача – следить за тем, чтобы антифриз не закипал, если рабочая температура двигателя выше температуры кипения охлаждающей жидкости при атмосферном давлении. Кипение порождает обильное испарение, что не позволяет лопастям насоса эффективно прокачивать жидкость, а пузырьки пара, становящиеся барьером между жидкостью и омываемой ею поверхностью, резко ухудшают отвод тепла. Эти два процесса тесно связаны между собой, поддерживают друг друга и быстро развиваются. Результатом является быстрый перегрев двигателя, который не прекращается сразу даже после выключения и по этой причине редко бывает полностью без последствий.
На самом деле рабочая температура двигателей внутреннего сгорания увеличивалась на протяжении всего их развития, и этот процесс продолжается по сей день. Условно «стадии роста» можно обозначить следующим образом:
- «80-85°С» (давно ушедшие температурные характеристики, характерные для двигателей середины ХХ века)
- «95-105°С» (характеристики, которые были нормой в последние десятилетия и до сих пор актуальны для относительно простых двигателей)
- «120-130°С» (температуры, при которых работают самые совершенные современные двигатели, находящиеся на пике топливной экономичности и экологических норм)
Эти цифры приблизительны, даны просто для того, чтобы понять, о каких значениях идет речь. Бывают и исключения, когда «все наоборот», но они редки и лишь подтверждают правило.
Нас сейчас интересует ранний период развития автомобилестроения — те же 80-85°С. Как видим, эта температура ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении, и даже больше — ниже температуры кипения антифриз на тех же условиях. Значит, этим двигателям не нужно было давление в системе охлаждения? Правильно — не было!
Старые лагерные времена — эпоха двигателей открытого охлаждения! Конечно, в радиаторах автомобилей того периода были заглушки, но они не обеспечивали герметичности, а служили лишь для предотвращения разбрызгивания воды при тряске автомобиля на ухабах. Все остальное существенно не отличалось от современных двигателей: насос крутился и также гонял жидкость крыльчаткой по кругу через кожух двигателя и радиатор, а расширявшаяся при нагреве вода выталкивалась в компенсационный объем, служивший так как верхний бачок радиатора не был полностью заполнен.
Несмотря на приличную общую мощность, эти двигатели работали в мягких условиях на малых оборотах и из каждого литра кубатуры извлекалось мало мощности. Блоки и головки были чугунные, массивные, с большим количеством масла в картерах, с большими радиаторами и постоянно вращающимися охлаждающими колесами, установленными непосредственно на помпу или шкив коленчатого вала, без всяких термодатчиков и вискомуфт. Поэтому даже при максимальной нагрузке температура воды в системе охлаждения без давления не приближалась к ста градусам, и исправный двигатель не кипел. И даже на начальном этапе неисправностей (не полностью открывшийся термостат, низкий уровень жидкости, частично забитый радиатор и т.п.) проблема с ребром сразу не возникала — двигатель имел большой запас «мяса». «, и было невозможно заставить его так легко извергать пар.
Однако оборотной стороной медали и неотъемлемыми спутниками характеристик таких двигателей были расход топлива и низкая экологичность. Эти два момента позже потребовали реформ в двигателестроении, и двигатели стали уменьшаться в размерах, меньше жрать, больше отдавать с литра, повышались рабочие температуры. Открытые системы охлаждения исчезли и уступили место герметичным — температура росла, а давление антифриза взяло на себя основную роль в защите его от закипания.
Соответственно, под капотом появилась такая деталь, как пробка расширительного бачка с калиброванным клапаном, на которую была возложена большая ответственность — удерживать давление в строго обозначенном пределе. А если он будет превышен из-за неисправности системы охлаждения, то он откроется и выпустит наружу пар и антифриз, чтобы шланги и радиаторы не лопнули.
Несмотря на то, что в работе системы охлаждения после введения давления ничего принципиально не изменилось, кроме смещения температуры в более высокую зону, многие автолюбители ошибочно стали считать давление необходимым условием ряда процессов. На автомобильных форумах часто можно встретить утверждения о том, что если пропадает давление в системе из-за неисправности или отсутствия заглушки в системе, помпа нормально работать не будет, термостат не откроется, двигатель не прогреется до рабочей температуры (!) и тому подобные фантазии.
Это не верно. Насос гоняет жидкость и совершенно не знает, под каким давлением она находится или без него. На качество циркуляции влияет только целостность крыльчатки, натяжение ремня, чистота каналов в радиаторе и вязкость антифриза. Термостат открывается только при температуре охлаждающей жидкости и больше ничего. Когда антифриз в зоне термостата достигает температуры открытия термостата, последний откроется, даже если насос вообще не вращается.
Да, повышение рабочей температуры двигателей стало одной из неизбежных мер, отвечающих современным требованиям экологичности и экономичности. Но система охлаждения под давлением имеет два очень существенных недостатка…
Первая – это повышенный риск утечек антифриза. Пока машина новая проблем конечно нет, но с возрастом начинают появляться недостатки в системе охлаждения. Пружинные хомуты ослабевают, резиновые трубки теряют эластичность и покрываются трещинами. Пластмассовые элементы (переходные соединители, штуцеры, корпус термостата и т д.) становятся хрупкими и ломкими. А где тонко — там и рвется. Давление в теплоносителе начинает вытеснять его при первой же возможности. Непредсказуема в своих сюрпризах «возраст» системы охлаждения, цена которой очень высока — если двигатель не «стучит» от перегрева, то придется как минимум эвакуатор доставать, ведь без тосола, даже после охлаждения, далеко не уедешь…
Второй недостаток частично является вариантом первого. У современных двигателей практически нет запаса по «мясу», куда ни ткни, не исключая теплоемкость системы охлаждения. Повышенное давление быстро сгоняет антифриз на асфальт при малейшей протечке, и там, где старый двигатель (даже с напорной системой охлаждения, не говоря уже об открытой!) продержался бы некоторое время и терял жидкость постепенно, современный двигатель теряет его опасный темп. Вернее, темп тот же, а результат разный. В системе охлаждения современного автомобиля В-класса антифриза в два раза меньше, чем даже в классических Жигулях, и если каждый из автомобилей будет терять по литру за полчаса, то у первого будет потеря 10%, а у второго уже имеют 20% . Пропорционально «живучесть» машины снижается, и пропорционально возрастает риск последствий перегрева.
Можно ли с этим бороться? Можно, но сложно… Опытные газлисты, кстати, могут вспомнить довольно массовую историю в конце 90-х, когда качество сборки было таким, что даже практичные транспортники несколько месяцев не могли победить течи антифриза. А всего лишь открутив пробку на расширительном бачке и переведя систему охлаждения в режим «без давления», можно было по утрам избавиться от бесконечных синих луж на асфальте… Но такой фокус прокатывали только со старыми двигателями ЗМЗ, чьи предки только спокойно работали без напора воды.
На современных автомобилях во избежание перегрева нельзя переводить герметичную систему охлаждения на открытый вариант. Поэтому при покупке автомобиля возрастом 7-10 лет и/или с большим пробегом крайне желательно провести полную замену всей системы охлаждения — как минимум всех резиновых шлангов, хомутов, большинства пластиковых деталей (переходных части), соединительные трубки между шлангами и т д.), термостат и крышку расширительного бачка. Но даже при использовании приличного неоригинала такая процедура оказывается очень дорогой, и редкие покупатели подержанных автомобилей решаются на такие профилактические меры без явных поломок…
Источник
