В конце года старший технический консультант компании bilstein group Александр Сосновский провел в Алматы технический семинар «Система охлаждения автомобиля». На данном занятии сотрудники станций технического обслуживания рассмотрели устройство и обслуживание системы, характерную проблематику и причины выхода системы из строя.
Как следует из самого названия системы, она призвана охлаждать нагревающийся двигатель. Однако с таким же успехом ее можно было бы назвать и системой обогрева, так как система несет тепло от мотора к коробке передач и согревает салон машины. То есть система обеспечивает оптимальный температурный режим транспортного средства. Современные системы охлаждения способны быстро менять температуры в зависимости от режима движения машины.
Новейшие двигатели, как правило, несут значительную термическую нагрузку, и неисправности системы охлаждения неизбежно сказываются на их работе. Неисправность системы охлаждения может вызвать серьезные механические проблемы в двигателе.
Контуры системы охлаждения прогревают моторное масло и салон автомобиля. Так называемая рубашка системы охлаждения является также шумоизолирующим элементом двигателя. Помимо этого современные системы охлаждения через теплообменник участвуют в очистке выхлопных газов от оксидов азота в ЕГР, снижая температуру выхлопных газов. Иногда система охлаждения участвует в терморегуляции гидравлики, например в подвеске некоторых моделей автомобилей.
Тепло в автомобиле генерирует двигатель. Причем следует иметь в виду, что чем больше тепла вырабатывает двигатель, тем меньше его эффективность. Наиболее эффективные электромоторы практически не нагреваются, а температура дизельных моторов относительно ниже, чем у бензиновых.
Один из важнейших компонентов системы охлаждения – водяной насос. Он обеспечивает циркуляцию по системе теплоносителя, то есть охлаждающей жидкости. Без циркуляции в системе нет теплообмена. Насос имеет определенную производительность. Казалось бы, чем выше этот показатель, тем лучше. Но это не так, ведь в дело вмешивается такой негативный эффект, как кавитация, разрушающая металлические детали помпы.
Раньше водяные насосы были довольно крупными, сейчас их делают компактными, нередко они интегрированы в двигатель. Но задача устройств остается прежней. Это сердце системы охлаждения, прокачивающее жидкость по магистралям. Классический водяной насос, работа которого жестко привязана к оборотам двигателя, настроен таким образом, что при минимальных оборотах двигателя он обеспечивает охлаждение даже в самую жаркую погоду. То есть в большинстве случаев он работает с излишком. Соответственно, степень насоса велика и ресурс довольно короток. Насос по регламенту меняется вместе с ремнем ГРМ, это оправданно и с точки зрения сопоставимой ресурсности, и с точки зрения целесообразности. Если поменяли ремень, но не заменили насос и он начал течь на ремень, то снова придется менять, но уже и то и другое.
Важно: гарантировать качество выполнения работ и надежность устанавливаемых деталей можно только в том случае, если работы выполнены в строгом соответствии с регламентом.
За 150 тысяч км пробега насос прокачивает примерно 15 миллионов литров охлаждающей жидкости, это объем приблизительно 100 тысяч ванн, которые установлены в квартирах. Ресурс насоса составляет 150–200 тысяч км пробега.
Насосы состоят из нескольких основных частей: корпуса, приводного шкива, крыльчатки, торцевых уплотнений, вала с подшипником. Перетянув приводной ремень, можно создать на вал с подшипником избыточную нагрузку, на которую этот узел не рассчитан. В такой ситуации может произойти смещение вала и повреждение торцевого уплотнения, возникнет течь. Более ресурсными считаются насосы, в которых подшипник запрессован в корпус, а натяжение ремня не сказывается на положении вала.
Новые требования к экологическим нормам потребовали пересмотра системы охлаждения. Перед конструкторами была поставлена задача как можно быстрее выводить двигатель на рабочую температуру, чтобы избежать ситуаций, когда двигатель в режиме прогрева работает на высокообогащенной смеси с большим количеством вредных выбросов. Одним из решений стали отключаемые насосы системы охлаждения.
Конструкции насосов бывают очень разными, но их объединяет способность устройства работать в широком диапазоне температур: от –40 до +120 градусов Цельсия. Частота вращения составляет 500–8000 оборотов в минуту, а давление может достигать 3 бар. Эти эксплуатационные показатели требуют большой стойкости подшипников и уплотнений. В насосе предусмотрено дренажное отверстие. Вокруг него может наблюдаться запотевание. Это нормально и не является поводом для замены насоса.
Симптоматика неисправности насоса охлаждающей жидкости такова: шум, потеря охлаждающей жидкости, перегрев двигателя. Причинами могут быть механические повреждения, например неисправность подшипника, нарушение уплотнения, разрушение крыльчатки, повреждение компонентов привода. К неисправности насоса также может привести сужение поперечного сечения в системе из-за коррозии или засорения контура охлаждения герметиком. Еще один фактор риска – кавитация. Это повреждение деталей из-за образования или распада пузырьков пара в охлаждающей жидкости.
Важно: в 99,9% случаев монтаж водяного насоса осуществляется без применения герметика. Его применение категорически запрещено ввиду того, что рано или поздно частицы герметика неизбежно попадут в систему охлаждения и вызовут протекание.
Двигатель нагревается и через рубашку, расположенную у цилиндров двигателя, тепло с помощью насоса отводится от мотора. Когда термостат закрыт, циркуляция осуществляется по малому кругу, в который, как правило, входит отопитель салона. Впрочем, схем бывает множество.
Термостат поддерживает в системе оптимальную температуру. С его помощью жидкость направляется сначала по малому кругу – когда термостат закрыт, а затем и по большому – когда термостат открывается. Термостат постоянно находится в дозировочном движении. Ошибочно думать, что он имеет лишь два положения. Механики иногда проверяют работу термостата в горячей воде. Некоторые производители допускают такие тесты, однако нужно иметь в виду, что термостат нельзя мгновенно погружать в кипящую воду.
При открытии термостата поток запускается по большому кругу и проходит через радиатор. В цикл включается и расширительный бачок. Кстати говоря, для того чтобы выставить правильный уровень в расширительном бачке, необходимо прогреть систему до открытия термостата и дать ей остыть. В некоторых моделях автомобилей помимо этого нужно активировать еще и различные дополнительные контуры системы охлаждения. Поэтому нюансы нужно уточнять в инструкциях автопроизводителя.
От протекания охлаждающей жидкости систему предохраняет торцевое уплотнение. Оно представляет собой довольно сложную деталь, состоящую из многих компонентов. В уплотнении, в частности, содержатся керамическое кольцо, термоустойчивое углеграфитовое кольцо скольжения, прижимная пружина. Если крышка бачка с охлаждающей жидкостью неправильно задает давление в системе, то это может сказаться на работе торцевого уплотнения, и оно даст течь. Такое случается нечасто, но тем не менее при диагностировании системы это обстоятельство необходимо иметь в виду.
Важно: керамическое кольцо торцового уплотнения – очень хрупкий компонент, поэтому если насос падает с высоты человеческого роста, то его можно выбраковывать: служить как положено он уже не будет.
Шланги являются путепроводами для охлаждающей жидкости. Они выступают магистралями системы охлаждения и гасят вибрации двигателя. Следует также иметь в виду, что шланги системы охлаждения не маслостойкие и при попадании на них масла они разрушаются. При замене шлангов необходимо убедиться в их прочной фиксации хомутами.
Расширение антифриза в системе охлаждения гасит расширительный бачок. Он закрывается крышкой, которая также является немаловажным компонентом системы охлаждения. В работе участвуют и датчики, сигнализирующие о соблюдении температурного режима. Они, например, запускают вентилятор.
Бывает, например, что вторая скорость вентилятора не работает. Тогда возникает такая проблема: вместо охлаждения на второй скорости вращения возникает стремительный подъем температуры, а затем при включении третьей скорости – резкое охлаждение.
Радиатор также активно участвует в поддержании оптимальных температур. Он при помощи воздушного потока в движении снимает и отводит часть тепла от двигателя. Клиент может жаловаться на течь радиатора. Мастер меняет радиатор, делает опрессовку системы – на следующий день клиент снова возвращается с той же жалобой на протекание. А протекать он может потому, что не открывается термостат или в системе по какой-то причине появляется воздух, может, например, крышка бачка с антифризом не срабатывает на определенное давление. Поэтому, не установив причину течи радиатора, невозможно будет добиться устранения проблемы. На практике мастера часто устраняют не причину, а следствие.
Случаются и недоразумения. Вот один пример из практики: клиент жалуется, что антифриз приходится доливать каждый день. Мастер осматривает систему и ничего не находит. В результате выясняется, что клиент доливает каждый день омывающую жидкость, а не антифриз. Дело в том, что за рулем не всегда находится технически грамотный специалист. Поэтому первым делом мастер СТО должен попросить клиента разъяснить, что и куда он доливает. Ведь нередко происходит так, что, пока выяснится недоразумение, будет выполнена какая-то работа, будет затрачено время.
Важно: слитую из системы охлаждающую жидкость повторно использовать нельзя. Ее утилизируют.
Промывают систему охлаждения чистой водой либо пятипроцентным раствором лимонной кислоты. Только эти жидкости допускаются для обслуживания автопроизводителями. Существуют также специальные составы, однако в целесообразности их применения следует убедиться, ознакомившись с рекомендациями и допусками автопроизводителя. В конструкции системы предусмотрены прокладки. Перед их установкой необходимо подготовить поверхность, тщательно очистить ее.
Распространенный вопрос – как охлаждающая жидкость может попасть в моторное масло или в коробку передач? Дело в том, что когда двигатель глушат, давление в нем падает быстрее, чем в системе охлаждения, поэтому жидкость при неисправных клапанах и уплотнениях может проникать туда, где ей совсем не место.
Как следует из всего вышесказанного, внимания система охлаждения требует немалого. Но это оправдано ее значимостью как для ходовых качеств автомобиля, так и для комфортных условий пассажиров.
Текст: Андрей Сафонов, фотоматериал редакции