Avtonova37.ru

Авто мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель в котором пар или нагретый до высокой температуры

Температурное самоубийство: зачем современные моторы обречены на перегрев

Кипящий антифриз в радиаторе, пар, стрелка температуры в красной зоне — симптомы перегрева мотора и его последствия в виде покоробленной ГБЦ мы вроде бы все отлично знаем. Причины тоже давно известны — засорение системы охлаждения, «мёртвый» термостат. Но так было 20 лет назад. Сегодня современные моторы обречены своими создателями на постоянную работу на грани перегрева, причём водитель, как правило, об этом узнаёт, когда уже слишком поздно. Сегодня разбираемся, как так получилось, и что такое «штатный перегрев».

Про рабочую температуру

У каждого мотора есть рабочая температура, и только при её достижении он работает правильно. После «прогрева» начинает максимально эффективно работать система управления впрыском, система смазки, система ГРМ и остальные подсистемы мотора.

Какой должна быть рабочая температура? Обычно она находится в узком диапазоне от 75 до 105 градусов почти для всех конструкций моторов. Правда, в последние годы для достижения маркетинговых показателей экономичности и экологичности моторы всё чаще заставляют работать при повышенных температурах от 115 до 130 градусов.

Это хорошо только для маркетологов, которые год от года отчитываются о том, что машины стали ещё немного быстрее и «чище». На ресурсе моторов повышение рабочей температуры сказывается исключительно негативно, ибо 120 или 130 градусов — это слишком много как для резиновых и пластиковых элементов навесного оборудования, так и для состояния поршневой группы.

Эрудированный читатель заметит, что 120-130 градусов — это температура холостых оборотов, а на ходу она обычно снижается до приемлемых 85-90. Что, безусловно, облегчает жизнь двигателю, но до поры до времени.

Конкретнее в проблеме разберёмся чуть ниже, а пока изучим, как охлаждаются современные моторы (спойлер: совсем не так, как ваш первый заднеприводный или переднеприводный ВАЗ).

Как работают современные системы охлаждения?

Они устроены значительно сложнее, чем те, с которыми знакомят на уроках в автошколе. Так, у всех ныне продающихся новых машин используется система охлаждения с несколькими скоростями вращения вентиляторов обдува радиатора или даже несколько вентиляторов с несколькими режимами работы. И управляется система не простыми термовыключателями, а через электронный блок управления, в зависимости от скорости, нагрузки, режима работы климатической установки и многих других факторов.

Почти на всех машинах используется регулируемый термостат, имеющий два диапазона работы за счет нагревательного элемента. На некоторых машинах термостата вообще нет — он заменен на модуль золотниковых клапанов с электронным управлением. На многих премиальных машинах стоит «воздушный термостат» — жалюзи с электроприводом, улучшающие аэродинамику машины на высоких скоростях.

Что касается водяных насосов, то простая помпа с приводом от коленчатого вала пока лидирует по распространенности, но есть конструкции с регулируемым приводом или даже с электроприводом помпы.

Столь важную, и к тому же сложную систему необходимо контролировать. У большинства автомобилей есть контрольная лампа температуры, срабатывающая при перегреве, и

указатель температуры двигателя. Почти все автовладельцы считают достаточным условием отсутствия перегрева нахождение стрелки указателя в допустимой зоне, обычно «зеленой» или «желтой», и отсутствие сигнала аварийной системы о перегреве или нехватке антифриза.

Но система контроля тоже управляется электроникой, и старается «не напрягать» автовладельца «лишней» информацией о работе машины. Так, почти всегда стрелочный индикатор и даже цифровые указатели температуры не отражают истинных показателей.

Стрелка будет показывать те же «примерно 90» и при температуре 85, и при температуре 125. В процессе работы машины стрелка может мертво стоять на месте, хотя мотор при работе в пробках будет прогреваться значительно сильнее, чем при движении по трассе. И лишь при настоящем перегреве, обычно при повышении температур до 130-150 градусов стрелка сдвинется с места, перед самым срабатыванием аварийного индикатора.

Единственным надежным способом контроля остается проверка рабочей температуры с помощью сканеров, через OBD-II интерфейс или иной способ доступа к служебной информации блока управления двигателем.

Что такое «штатный перегрев»

Как вы уже поняли, «штатная» работа системы охлаждения сейчас — понятие весьма условное. Даже при отсутствии мигающих красных индикаторов на приборной панели температура может быть уже далека от оптимальной. Например, бензиновые моторы BMW настроены на работу при температурах 115-125 градусов, а реальная рабочая температура может быть еще выше, причём без всяких ошибок.

Да и у куда более простых Opel и VW моторы вполне штатно прогреваются до 115-120 градусов. От таких температур уже недалеко до «настоящего» перегрева, ведь системы охлаждения постоянно находятся под давлением и работают на пределе. Малейшее изменение параметров или утеря герметичности сразу приведут к более серьезной поломке.

У современных машин случается такая неисправность, как «нормальный перегрев». Это когда система управления не может снизить температуру двигателя до оптимальной для данного режима движения, несмотря на задействование всех возможностей, но при этом температура все же меньше «аварийной», когда сработает аварийный датчик и система охлаждения не выдержит давления.

В некоторых случаях происходит локальное повышение температуры части мотора выше конструктивного максимума. Несмотря на кажущуюся «несерьезность» подобной неисправности, она, тем не менее, быстро разрушает двигатель, а водитель машины может даже не догадываться о причине всех неприятностей.

Большая часть автомобилей с регулируемой системой охлаждения возрастом более трех лет в той или иной степени подвержена подобному дефекту. При этом заметить отклонения в работе двигателя непрофессионалу сложно. Ведь индикатор температуры твердо указывает «норму», а то, что машина едет чуть хуже, что кондиционер хуже холодит, что расход топлива растет и понемногу расходуется масло, большая часть водителей не заметит.

Кстати, визит в сервис тут, скорее всего, не поможет, ведь в логах ошибок, скорее всего, будет пусто. А вот расхождение между желаемой и реальной рабочей температурой тем временем составляет до 30-40 градусов. Подобного рода проблемы просто заложены в конструкции современных европейских авто. Ради уже упомянутых выше показателей экологичности и экономичности на холостом ходу они «обязаны» разогреваться до 120-130 градусов. Это слишком много для работы под нагрузкой, а вот для стояния на месте в пробке — вполне допустимо. Но вот вы трогаетесь с места, да ещё желаете «прохватить». Моментально скинуть температуру до оптимальных «ходовых» 85-90 градусов невозможно, так что мотор какое-то время будет крутиться при весьма опасных температурах.

Читать еще:  Двигатель 406 карбюратор к151д не держит холостые обороты причина

Как следствие — детонация, повреждения поршней и выкрашивание покрытий гильз цилиндров на «цельноалюминиевых» моторах. А еще пониженное давление масла, а значит задиры и прихваты. Да и температура поршня и поршневых колец под нагрузкой резко растет, а масло коксуется. А с возрастом проблема разрастается, ведь из-за грязных радиаторов, проскальзывания ремней помпы, ухудшения теплопередачи от стенок ГБЦ, старения вентиляторов системы охлаждения и просадок напряжения рабочая температура двигателя постепенно перестает снижаться с «холостых» 130 до «ходовых» 90 даже при длительной работе под нагрузкой.

Таким образом «максимальная рабочая» температура становится просто «рабочей», и аварийный режим работы становится штатным для двигателя, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Особенно плохо приходится машинам, которые много времени проводят в пробках. Их система охлаждения большую часть времени работает в самом высокотемпературном режиме, и моторы такого обычно долго не выдерживают. Через несколько лет машина превращается в инвалида. С двигателем, уверенно расходующим литры масла, с неработающими катализаторами и половиной мощности от штатной. Да и коробкам-«автоматам» достается не меньше, ведь они обычно охлаждаются через теплообменник, а значит, температура масла в них еще выше, чем температура в системе охлаждения двигателя

Нештатный перегрев и гибель мотора

Если вовремя остановить двигатель, то, скорее всего, серьезных проблем получится избежать. В противном случае можно уже начинать выбирать между «контрактным» двигателем, ремонтом остатков старого или покупкой нового. Ведь коробление ГБЦ, нарушение геометрии блока цилиндров и нарушение резьбы болтов ГБЦ, задиры вкладышей и поршней — это лишь малая часть неисправностей, возникающих при сильном перегреве и утере антифриза.

Номинальной причиной подобной беды обычно является утечка жидкости из системы охлаждения. После чего растет температура различных узлов двигателя и температурный градиент между различными его элементами, вызывая поломки «железа».

Истинные же причины обычно кроются в «нормальном перегреве» на протяжении длительного времени, старении материалов системы охлаждения, постепенной деградации возможностей радиатора, поломке помпы или ее привода. К счастью для многих автовладельцев, серьезные неисправности проявляют себя заранее, например, на очередном ТО, или срабатыванием датчиков уровня антифриза перед появлением сильной течи системы охлаждения и срабатывающей лампочкой аварийного перегрева под нагрузкой.

И что же делать?

Если у вас современный автомобиль, пробег которого уже перевалил хотя бы за 50 000, но вы собираетесь проездить на нём ещё долго и счастливо (а может вообще купили бэушный вариант с пробегом 100+), то вам пригодятся советы, как избавить машину от штатного перегрева.

Технические и технологические причины перегрева двигателя

Чаще всего мотор перегревается по следующим причинам:

  • вырабатываемое тепло отводится неправильно;
  • температура растет там, где отсутствует охлаждение;
  • тепло производится в чрезмерном количестве.

Как уже говорилось выше, рабочая температура двигателя – около 90 градусов, и если в ходе эксплуатации указанное значение повышается, в подавляющем большинстве случаев это связано с нарушениями в работе определенных узлов и агрегатов:

  • Низкий уровень антифриза или ненадлежащее его качество. Как это ни удивительно, некоторые автовладельцы поднимают капот только зимой – чтобы залить «незамерзайку», однако мониторить уровень антифриза, как, собственно, и количество масла в моторе, нужно всегда.
  • Если охлаждающая жидкость находится на минимуме, высок риск образования воздушных пробок в системе охлаждения, из-за чего силовая установка постоянно будет находиться в зоне повышенного риска.
  • Немаловажную роль играет и качество антифриза – часты случаи, когда недобросовестные продавцы его попросту разбавляют. Еще одна беда – нерадивые автолюбители, которые забывают купить так называемую «охлаждайку» и вместо этого раз за разом разбавляют ее водой. Ясное дело, что свойства такой «жижи» очень далеки от требуемых, она попросту не сможет выполнять свои функции.
  • Грязь в радиаторе системы охлаждения. Доступ к этой детали усложнен – она находится за фильтром кондиционера, поэтому визуально оценить состояние сот невозможно. Часто люди ездят с забитыми фильтрами, вследствие чего нарушается процесс теплообмена, риск перегрева автоматически повышается.
  • Некоторые пытаются выполнить очистку подающейся под высоким давлением струей воды, но это обычно не приносит никаких результатов – требуется демонтаж радиатора и его тщательная промывка.
  • Выход из строя комплектующих системы охлаждения. У каждого ее элемента – своя функция, и если хотя бы одна из них нарушена, начинаются проблемы. Повышение температуры двигателя возможно из-за неработающей помпы, из-за течи в патрубке и т.д.

Иногда ломается датчик – он попросту не сигнализирует о проблеме, когда она уже присутствует. Если перегрев наблюдается преимущественно в заторах или во время движения на маленькой скорости, скорее всего, причина кроется в вышедшем из строя вентиляторе.

Как проверить температуру двигателя

Как узнать температуру двигателя? Температура бензинового двигателя определяется по датчику, который находится на панели приборов. На датчике находится шкала с отметками, обозначающими значение градусов, а также цветовая шкала, показывающая степень нагрева — чем ближе к красному, тем температура выше.

Если имеются неполадки в его работе, лучше сразу обратиться к специалистам, потому как проверить и отремонтировать у них устройство получится быстрее и качественнее.

Если проверенный ранее датчик температуры по какой-то причине перестал функционировать, то можно воспользоваться специальным тестером, имеющим датчик температуры. Такой инструмент легко найти в магазине электротоваров.

Читать еще:  Что обозначает цифра 2 на поршне двигателя ваз 2107

Для определения температуры двигателя тестером, необходимо прикрепить датчик тестера силиконом к датчику, установленному на двигателе, и подождать несколько минут, дисплей тестера выявит и покажет температуру. Так и происходит измерение температуры двигателя.

А как проверить температуру тосола? Для определения температуры охлаждающей жидкости, датчик тестера прикрепляем к шлангу системы охлаждения, также используя силикон.

Рабочая температура дизельного двигателя

Дизельные агрегаты имеют другую конструкцию, поэтому температура в камере сгорания при их работе в несколько раз ниже. Температура работы зависит от того, какого типа сам двигатель. При работе температура сначала значительно повышается, потом снижается, так как горючая смесь начинает воспламеняться быстрее. Она сгорает раньше, процесс становится более плавным и полноценным, почти не остается невоспламенившейся жидкости. За счет этого рабочая температура становится стабильной, больше делается КПД двигателя, сами выхлопы становятся менее токсичными.

Специалисты считают, что для дизельных конструкций нормальной температурой можно считать 70-90 градусов в зависимости от модели самого мотора. Под нагрузкой температура работы мотора может подниматься до 97 градусов, но дальнейшее ее повышение может вызвать серьезный вред для системы. Существует и обратная перегреву проблема, когда агрегат не прогревается до нужной температуры. Как и у бензинового варианта, у него начинают возникать разнообразные проблемы.

Например, при прогреве, когда система работает на холостом ходу, нужно дать ей нагреться хотя бы до 40-50°С, прежде чем начать движение. Это позволит ей работать оптимально, снизить износ деталей. Кроме этого, требуется следить за оборотами: они должны достичь 2 000 или 2500 оборотов в минуту. После этого нужно подождать, пока система прогреется до 80°С, это будет значить, что силовой агрегат можно использовать в полную силу. Особенно эта рекомендация актуальна для холодного времени года, так как многие дизели испытывают зимой проблему с запуском, применяют специальный электроподогрев.

Если мотор не достигает рабочей температуры, его КПД сильно снижается. Это отражается на тяге автомобиля в целом, он начинает хуже разгоняться, медленно едет, расход топлива при этом значительно повышается. Это может происходить по следующим причинам:

  • Термостат вышел из строя;
  • Резко ухудшилась компрессия;

Если использовать такой автомобиль под нагрузкой, например, при езде по бездорожью или перевозке грузов, смесь будет сгорать не полностью, начнет появляться нагар на стенках камеры сгорания, топливные форсунки засорятся, сажевый фильтр быстро выйдет из строя, износ системы увеличится.

Например, при засорении форсунок солярка не будет сгорать полностью, ее расход увеличится чисто из-за того, что часть топлива будет выливаться через выхлопную трубу, так и не сгорев. Опасно данное явление тем, что догорает топливо, уже находясь на поверхности поршней, что вызывает их прогорание, засорение камер сгорания. Пострадать от этого может и впускной клапан, уменьшится компрессия, кроме этого, запустить такой двигатель на холодную будет проблематично.

В пробке

Ну а если добавить движения? Чуть-чуть, словно мы в пробке стоим. «Затор» имитируем следующим образом. В течение 7 минут проезжаем дистанцию с полкилометра, трогаясь с места и тут же останавливаясь. Шины и тормоза по-прежнему практически не работают. Но вот коробка и сцепления уже вступают в работу — и заметно прогреваются (+75,8°С).

Блок двигателя, модуль термостата и расширительный бачок стали лишь чуть теплее, а вот радиатор уже заметно горячее (+75,8°С). Ну конечно! Ведь на пешеходной скорости воздух вокруг горячий. Похоже, в подкапотном пространстве в принципе стало жарче. Вот и впускной коллектор прибавил еще несколько градусов (до +59,0°С). Но снова в рекордсменах выпуск — 284°С и 230°С соответственно!

avtoexperts.ru

Многие автолюбители задаются вопросом, какова должна быть оптимальная, то есть рабочая температура двигателя. Вопрос далеко не однозначный и здесь многое зависит от его конструктивных особенностей. Так для любого человека нормальная температура составляет 36.6 градуса, обеспечивая его владельцу здоровое существование, когда все жизненные процессы протекают без каких-либо отклонений. Так и для автомобильных моторов есть расчетная температура, при которой они способны работать стабильно, с полной отдачей мощности, в экономичном режиме продолжительное время.

Почему рабочий диапазон нагрева считается оптимальным?

Процесс сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах сопровождается выделением большого количества теплоты, так как температура в камере сгорания составляет порядка 2000 градусов и выше. В задачу системы охлаждения входит поддержание оптимального теплового режима в диапазоне 80-90 градусов. Для некоторых типов силовых установок нормальной может быть температура до 110 градусов, чаще на моторах с воздушным охлаждением.

При оптимальном температурном режиме происходит лучшее наполнение цилиндров, стабильный запуск и надежная эксплуатация автомобиля.

Высокая температура

Конструктивно в двигателе предусмотрены тепловые зазоры при нагреве его деталей, когда они подвержены расширению. При нагреве сверх допустимого значения происходит нарушение зазоров, что вызывает интенсивный износ, задиры и различного рода поломки. Помимо этого, наблюдается снижение мощности из-за ухудшения наполнения цилиндров, а также появление детонации и самовоспламенение топлива.

Основные причины повышения температуры силовой установки:

• Заклинивание клапана термостата в закрытом положении;

• Не срабатывает электровентилятор охлаждения радиатора (неисправен электромоторчик вентилятора, перегорел предохранитель, неисправна цепь питания вентилятора, отказ датчика температуры или гидромуфты);

• Забит радиатор охлаждения;

• Неисправны клапана в крышке расширительного бачка;

• Пробой прокладки блока;

• Ослаблена натяжка или обрыв ремня привода дополнительных механизмов;

• Разгерметизация системы охлаждения.

Не набирается рабочая температура

Неполный прогрев также нежелателен. Поверхность цилиндров не разогрета и топливо соприкасаясь с холодными стенками конденсируется и попадает в картер, разжижая находящееся там масло, что ведет к интенсивному износу как ЦПГ, так и всех пар трения. Основное, это шейки коленчатого вала и вкладыши, а также постель распредвала и сам вал, а также промежуточный (поросенок) и балансирный валы и пр.

Читать еще:  Что будет если не обкатать двигатель мотоцикла

Плюс при работе на непрогретом моторе, особенно это актуально в зимний период (большое количество конденсата на внутренних поверхностях ЦПГ) при поездках на короткие расстояния, присадки в масле практически не вступают в работу, не выполняя роль защиты.

Помимо этого, неразогретое масло более загущено и уже не в полной мере подается к парам трения, на стенки цилиндров вызывая их износ, плюс растет расход топлива и соответственно падает мощность силовой установки.

Причины низкой температуры:

• Зависания клапана термостата в отрытом положении;

• Частые поездки на короткие расстояния;

• Термостат или датчик температуры более «холодные», чем предписаны производителем.

Рабочий тепловой режим

Когда же тепловой режим находится в заданном рабочем диапазоне, то все процессы протекают без каких-либо отклонений, мотору ничего не угрожает и происходит только его естественный износ.

Типы двигателей и температурный режим

Есть низко и высокофорсированные, а также «холодные» и «горячие» типы силовых агрегатов, где рабочие процессы горения топлива протекают по разным законам.

Температура срабатывание клапана термостата, когда охлаждающая жидкость получает возможность циркулировать по большому кругу (для охлаждения после снятия температуры с водяной рубашки), собственно и будет оптимальной температурой.

При этом параметры нагрева будут различны, что напрямую зависит от тарировки заводского термостата и датчика температуры для срабатывания электровентилятора, то есть того, что установил производитель на конвейере.

Так для бензиновых двигателей даже одной марки автомобиля, например, модели ВАЗ, где рабочий нагрев охлаждающей жидкости различен для карбюраторных и инжекторных моделей. Здесь опять же все зависит от тарировки термостата, предусмотренной разработчиками и от типа системы охлаждения.

Особенности систем охлаждения и их влияние на температурный режим

Жидкостные системы охлаждения делятся на два типа:

• Открытая;
• Закрытая (герметичная).

Система отрытого типа непосредственно сообщается с наружным воздухом, то есть в систему постоянно может поступать воздух и выходить из нее в виде пара. Температура кипения охлаждающей жидкости составляет 100 градусов.

Закрытая система имеет связь с атмосферой через специальные клапана, вмонтированные в пробку радиатора или крышку расширительного бачка. Выпуска горячего воздуха и пара происходит лишь при сильном увеличении давления в системе.

В системе закрытого типа значительно выше давление и температура закипания антифриза, которая составляет порядка 110-120 градусов Цельсия.

Минусом закрытой системы является резкое повышение нагрева мотора в случае разгерметизации системы и отказе клапанов в крышке расширительного бачка. Это вызвано тем, что система находится под большим давлением и в случае разгерметизации большая часть жидкости сразу выбросится наружу.

При неисправности клапанов в крышке бачка жидкость начинает кипеть, что также ведет к критичному перегреву мотора с последующим сложным и дорогостоящим ремонтом.

Экология и ресурс двигателя

Когда в угоду нормам экологии стали поднимать тепловой режим двигателя, для полного сгорания топлива, то оказалось, что нужны и другие масла, так как имевшее место быть масло, просто не может обеспечивать полноценную его защиту при высоких температурах. Это отрицательно сказалось на ресурсе силовых установок, не рассчитанных работать в подобных температурных режимах.

Благоприятный тепловой режим

Оптимальный тепловой режим в пределах 85-90 градусов обеспечивает экономию топлива и минимальный износ деталей в различных условиях и режимах работы.
Для поддержания системы охлаждения всегда в рабочем состоянии рекомендуем периодически проходить ее диагностику для беспроблемной эксплуатации вашего автомобиля.

Еще один тест подтверждает, что для прогрева двигателя требуется много времени

Получив некоторую интересную информацию на эту тему в комментариях на прошлую статью, мы решили поискать другие тесты по прогреву современных двигателей. В итоге мы нашли еще один интересный тест Seat Arona, оснащенного двигателем VW TSI 1.0.

Владелец этой машины решил также провести тест прогрева мотора, чтобы узнать, за сколько он прогреется до оптимальной температуры масла.

Во время теста машина вне часа пика в Варшаве эксплуатировалась на малых оборотах до прогрева охлаждающей жидкости (90 градусов). Далее, как только антифриз достигал рабочей температуры, владелец Seat начинал ускоряться более динамично, сильнее нажимая на педаль газа.

Температуры масла в 70 градусов достаточно? Увы, нет. Такой температуры масло достигнет через несколько минут. И то только при динамичном вождении.

Жидкость в радиаторе прогрелась всего через 4 минуты после начала езды. К сожалению, чтобы прогреть масло до температуры 70 градусов, понадобилось несколько минут, после того как прогрелся антифриз. Причем это реально было сделать нелегко, так как масло прогревалось только при динамичной езде.

В целом же для прогрева моторного масла до 70 градусов понадобилось 16 минут и 13 км пути. Во время теста средняя скорость составляла всего 50 км/ч. Во многих случаях (поездка на работу, повседневные нужды) машина не преодолеет такую ​​дистанцию ​​ни разу.

Так, согласно исследованию по заказу компании Castrol в 2015 году, было установлено, что в мире около 46 процентов водителей преодолевают расстояние на автомобиле не более 10 км в рамках одного запуска двигателя.

Подводя итог: двигателю требуется по крайней мере около дюжины минут и расстояние около 10 км или чуть больше, в зависимости от дорожных условий, для прогрева до температуры, которая защитит масло от преждевременного старения и механические детали от преждевременного износа.

Поэтому если вы каждый день используете машину на короткие дистанции (например, ваша работа находится недалеко от дома), вам нужно менять моторное масло намного чаще. Однако если вы желаете прогреть двигатель быстрее (в том числе и моторное масло), старайтесь ездить более динамично, но только с того МОМЕНТА, когда температура охлаждающей жидкости достигнет 90⁰C.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector