Какое давление внутри двигателя
Содержание статьи
Каким должно быть давление в системе охлаждения, как оно создаётся и что делать при отклонениях от нормы
Современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания используют замкнутую жидкостную систему охлаждения. В большинстве случае внутри системы циркулирует антифриз. Хотя некоторые упорно продолжают заливать туда обычную воду, что является грубым нарушением правил эксплуатации.
Внутри этой системы создаётся постоянное избыточное давление во время работы двигателя. Не все понимают, зачем это нужно, поскольку основной задачей считается обеспечение эффективной циркуляции жидкости охлаждения по малому и большому кругу.
В действительности давление играет большую роль в работе ДВС. Оно позволило избавиться от распространённой и очень актуальной проблемы старых машин.
Зачем создаётся внутреннее давление
Разобравшись с давлением в системе охлаждения двигателя, многое станет понятным и очевидным.
Есть пример старых автомобилей. В них жидкость непрерывно циркулировала в моторе, нагревалась, забирая избыточное тепло, а затем охлаждалась в радиаторе за счёт встречного потока воздуха и воздуха от вентилятора, работающего принудительно.
Тогда в радиатор заливали обычную воду, и машина спокойно ехала. Но только часто было так, что водитель вынужденно останавливался посреди дороги, поскольку из-под капота начинал валить густой белый пар. Мотор попросту закипал, и вода начинала кипеть и активно испаряться. Именно это провоцировало появление густого белого дыма (пара).
Чтобы продолжить путь, приходилось остужать ДВС, заливать новую холодную воду и ехать. На то время такое понятие как закипание двигателя было знакомо практически каждому автовладельцу.
Скоро вы поймёте, зачем в системе охлаждения современного двигателя требуется давление. Причина закипания старых ДВС предельно простая. Вода в нормальных условиях при обычном атмосферном давлении кипит, когда температура достигнет 100 градусов Цельсия. Циркулируя по кругу, при большой нагрузке на мотор вода не успевает остыть, а потому кипит.
У современных антифризов, заливаемых в авто, температура кипения повысилась до 105-115 градусов Цельсия.
Теперь вспомните школьный курс физики, и сразу станет ясно, для чего в действительности нужно создавать давление в системе охлаждения. По мере роста давления растёт и температура закипания соответствующей жидкости.
При повышении внутри системы давления антифриз будет закипать соответственно при более высокой температуре.
Это существенно защищает моторы от эффекта закипания. Большинство двигателей в нормальных условиях нагреваются при работе до температуры 90-95 градусов Цельсия. Используя обычную воду и без давления внутри системы, буквально при небольшой перегрузке мотор закипал бы. А поскольку заливается антифриз, плюс температура кипения увеличилась за счёт создаваемого давления, то порог кипения отодвигается до отметки около 110-120 градусов Цельсия. Это позволяет даже при сильных нагрузках на ДВС исключать возникновение проблем.
А чтобы создать должный уровень давления в самой системе, разрабатывать какие-то особые технологии не пришлось. Для этого применяются замкнутые системы охлаждения. Жидкость в них постепенно нагревается по мере работы двигателя, образуется пар, и он создаёт то самое давление.
Давление не может расти бесконечно, но и падать ниже определённой отметки также не может. Для контроля этих параметров применяются клапанные крышки на радиаторе и расширительном бачке.
Крышка позволяет сбрасывать или нагнетать давление по мере необходимости. Это компактное, но очень полезное и важное устройство, работающее на благо системы охлаждения и всего двигателя.
Нормальные параметры
Сложно однозначно сказать, какое давление должно быть в системе охлаждения каждого автомобиля. Даже на одной и той же модели с разными установленными ДВС параметры могут отличаться.
Если говорить про средние значения, то это диапазон от 1,2 до 2 атмосфер. Хотя крайне редко показатели достигают 2 атмосфер. Но в автомобилестроении есть пример, когда давление 2,2 считается нормой.
При подсчётах давления жидкости обычно используют единицу измерений Бары. Но они аналогичны атмосферам. То есть 1 атм = 1 бар.
Внутреннее давление в автомобильной системе охлаждения зависит от целого ряда факторов. И далеко не последнюю роль играет то, какое охлаждающее средство залито в радиаторе, какую конструкцию имеет мотор автомобиля, его герметичность и прочие нюансы.
Узнать точную информацию касательно нормы давления конкретно в вашем двигателе можно из мануала и рекомендаций по эксплуатации от автопроизводителя.
Как проверяется давление
Довольно часто автомобилисты интересуются, как проверить в гаражных условиях текущее давление в системе охлаждения. Сделать это не так просто.
Для таких задач обычно применяют специальные стенды в условиях автосервиса, и проводят комплексную диагностику в разных режимах работ. Примерные показатели можно определить путём подключения к герметичной системе манометром. Но подобные манипуляции в условиях гаража и без специализированного оборудования проводить не стоит.
Обычно самостоятельная проверка предусматривает диагностику клапанной крышки расширительного бачка. Её нужно проверить на предмет целостности, удостовериться в отсутствии трещин и повреждений, изучить состояние уплотнителей и пр.
Есть и альтернативный вариант проверки. Для этого потребуется манометр, насос или компрессор. С расширительного бачка снимается верхний патрубок, на его место подключается шланг, соединённый с насосом. Создаётся давление. При достижении пикового значения (обычно около 1,4-1,5 атм) клапан должен сработать.
Роль клапанной крышки
Далеко не все понимают, насколько важную роль играет с виду обычная крышка, которой закрывается расширительный бачок для заливки жидкости охлаждения.
На самом деле это сложное устройство. Современные крышки оснащаются сразу двумя клапанами. Это выпускной (паровой) и впускной. Также их называют перепускным и атмосферным соответственно.
Фактически это специальный клапан, который отвечает за давление внутри рассматриваемой системы. Когда растёт внутренняя температура по мере нагрева двигателя, параллельно повышается и давление. Если в какой-то момент не сбросить лишнее, тогда герметичность будет под угрозой. Элементы может попросту разорвать изнутри. Обычно всё начинается с повреждения самых уязвимых элементов в виде уплотнителей и сальников. Не исключается и разрыв самого расширительного бачка, шлангов и патрубков.
Клапанная крышка непосредственно на расширительном бачке способствует выводу избыточного давления и его нагнетанию по мере необходимости.
Каждый клапан имеет определённый порог срабатывания. Его механизм выполнен так, что при достижении того или иного значения он открывается или закрывается. Тем самым сбрасывается лишнее давление либо всасывается атмосферный воздух.
При длительной стоянке двигатель остывает, жидкость охлаждается, из-за чего внутри образуется разряженная атмосфера. Это говорит о недостаточном давлении внутри. Чтобы его компенсировать, клапанная крышка открывается и происходит всасывание воздуха. Тем самым давление нормализуется.
Из-за чего возникает избыточное давление
Проблема избыточного давления в системах охлаждения двигателей в полной мере не ушла, несмотря на внедрение новых технологий. То есть закипеть мотор всё ещё может.
Провоцируют разного рода проблемы, включая закипание, именно слишком большое давление и нагнетаемое воздействие на внутренние стенки. Чтобы в системе охлаждения вашего двигателя не произошло сбоя, требуется оперативно решить возникшую проблему.
Долго искать причины, из-за которых наблюдается чрезмерно высокое давление в системе охлаждения современного двигателя, не придётся. Искать её нужно в паровоздушном клапане, монтированном на крышке расширительного бака, используемого для заливки жидкости охлаждения.
Иногда причины кроются в самом расширительном бачке, который заклинивает или засоряется. Но в основном виновник очевиден. Именно из-за его потери работоспособности внутри двигателя возникает слишком высокое давление, и это может сильно навредить системе охлаждения.
Самым правильным решением в такой ситуации станет замена крышки. Альтернативного варианта просто нет. Но поскольку клапанная крышка стоит недорого, с её покупкой и заменой автовладелец точно не разорится.
Некоторые пытаются восстановить клапан при его заклинивании по причине загрязнения. Для промывки используют жидкость для очистки карбюраторов. Если это не помогло и повышенное давление продолжает сохраняться в системе охлаждения, для вашего двигателя будет лучше приобрести новую аналогичную крышку. Иначе потом не удивляйтесь, почему мотор закипел, бачок разорвало и потребовался серьёзный и дорогостоящий ремонт.
Чтобы поддерживать оптимальное рабочее состояние системы охлаждения, рекомендуется раз в 2 года менять клапанную крышку.
Избыточное давление считается более опасным явлением, нежели его дефицит. Но и в этом случае есть некоторые угрозы.
Причины отсутствия давления
Бывает даже и так, что нет давления в системе охлаждения, из-за чего также могут возникнуть определённые неприятности.
У такой ситуации есть свои вероятные причины. Они заключаются в нарушении герметичности системы. Тут потребуется специальное оборудование, позволяющее найти проблемный участок. Хотя иногда в гаражных условиях применяются обычные народные методы. Путём визуального поиска места пробоя порой удаётся отыскать участок, где произошла разгерметизация.
Сначала проверяется состояние воздушного клапана. Если он зависнет в открытом положении, то давление в системе не будет повышаться. Отсюда и закипание мотора, его перегрев.
Если клапан работает нормально, тогда в системе есть утечка. Её нужно искать и устранять. Порой антифриз выходит через повреждённые патрубки и шланги. Также причиной могут стать изношенный радиатор охлаждения или радиатор печки. Самым неприятным считается момент, когда антифриз уход в двигатель. Виной тому становится пробитая прокладка ГБЦ.
Проверить систему на утечку можно и в гаражных условиях. Для этого нужно снять верхний патрубок от расширительного бачка, и на его место подключить шланг с насосом и манометром. Насос можно заменить на компрессор. Далее начинайте нагнетать давление и следите за тем, откуда будет вытекать антифриз.
Источник
1500 бар — самое высокое давление в машине. И где оно?
Давление (и его антипод — разрежение) может возникнуть в любой замкнутой емкости — хотя бы из-за температурных перепадов. А если при этом задействованы механизмы, то колебания давления могут быть гораздо больше.
Любопытно, что даже в салоне машины давление воздуха обычно чуть выше атмосферного! Под воздействием вентилятора отопителя или скоростного напора воздух нагнетается в салон через дефлекторы. А в некоторых узлах и агрегатах оно выше в десятки раз.
Давление — движущая сила в автомобиле. Рассказываем, насколько велика его сила и что она может.
1. Камера сгорания — 60 бар (бензиновый мотор), 75 бар (дизель)
Этот параметр часто путают и с компрессией, и со степенью сжатия. Но это давление, которое возникает в момент сгорания топлива. Сильно «задирать» его нельзя, поскольку оно может разрушить кольца, вкладыши, клапаны. Тем не менее величина этого давления серьезная — даже у гражданских автомобилей.
2. Топливная система — до 1500 бар
Материалы по теме
В баке бензиновых и дизельных автомобилей поддерживается почти атмосферное давление. От изменений температуры или вследствие расхода топлива в нем может возникать легкое давление либо разрежение. В баке размещен насос, который подает топливо к двигателю с давлением не более 4 бар. В бензиновом двигателе с распределенным впрыском топливо к форсункам поступает сразу, а в дизелях и моторах с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания стоят еще топливные насосы высокого давления. У бензиновых двигателей давление перед форсунками может достигать 100 бар. У дизелей давление после ТНВД может доходить до 1500 бар, и это самое высокое давление в автомобиле.
3. Система смазки двигателя — до 4 бар
Создается масляным насосом с приводом от коленчатого вала. При высокой частоте вращения насос обеспечивает избыточную производительность, поэтому ставят редукционный клапан для его регулирования. В последнее время всё чаще ставят насосы с переменной производительностью — они отбирают у мотора меньше мощности, экономят топливо и сокращают выбросы вредных газов в атмосферу.
Материалы по теме
4. Давление во впускном трубопроводе — до 2,5 бар
У наддувного двигателя (и бензинового, и дизельного) на минимальных оборотах холостого хода давление сравнимо с атмосферным, так как турбокомпрессор почти не вращается. Зато по мере роста нагрузки и оборотов двигателя турбокомпрессор выдает сначала номинальное давление, а затем пытается «перенаддуть» мотор. Но электронные и механические ограничители ему не дают развить большего давления — так возникает протяженная полка крутящего момента, очень удобная для управления тягой.
5. Система охлаждения двигателя — 1,5 бара
Образуется при нагревании охлаждающей жидкости. Давление ограничивает паровой клапан пробки радиатора или расширительного бачка. Это давление снижает риск закипания двигателя и уменьшает потери на испарение.
Материалы по теме
6. Разрежение во впускном трубопроводе — 0,8 бара
У атмосферного бензинового двигателя там всегда разрежение, которое возникает из-за дроссельной заслонки и сопротивления воздушного фильтра. Максимальной величины достигает при торможении двигателем. Большое разрежение возникает при минимальных оборотах холостого хода, малое — при полностью открытом дросселе.
7. Перед турбиной — до 2 бар
Для вращения турбокомпрессора используются отработавшие газы. Давление перед турбиной ограничивают, тем самым регулируя производительность компрессора: перепускной клапан отводит часть выпускных газов мимо турбины. Бывают и турбины с регулируемым сопловым аппаратом, управляемым электроникой.
8. Система выпуска отработавших газов — до 1 бара
Материалы по теме
Это давление возникает после выпускного коллектора у атмосферных моторов и после турбокомпрессора в наддувных. Оно обусловлено сопротивлением сот каталитического нейтрализатора. Существенно увеличивается при разрушении и оплавлении керамических сот, а также при механическом повреждении трубы системы выпуска.
9. Управление трансмиссией — 5 бар (АКП), 7,5 бар (вариатор), 60 бар (робот)
Речь о давлении рабочей жидкости для управления элементами коробок. Здесь и поршни, отвечающие за сжатие лент и пакетов фрикционов, и перемещение конусов вариаторов, и включение передач в роботах. Такой разброс обусловлен применением в роботах отдельного электрического насоса высокого давления.
10. Тормозная система — до 180 бар
В старых автомобилях без АБС давление в контурах тормозной системы определял водитель: как нажмет на педаль, столько и получится (с учетом помощи вакуумного усилителя). Сейчас же за этой физической силой следит АБС. Ее гидронасос может создавать давление до 180 бар, но это не значит, что такое давление постоянно напрягает тормозные шланги. Это необходимо для увеличения быстродействия механизма. На практике максимальным давление бывает лишь в экстренных случаях.
11. Система кондиционирования — 4 бара (при заправке), 20 бар (рабочее)
Принцип действия основан на переходах хладагента из жидкого состояния в газообразное при изменении давления. Однако при этом начальное давление в системе также необходимо. В результате работы компрессора давление в трубках может достигать 20 бар.
12. Разрежение в вакуумном усилителе — до 0,8 бара
Разрежение в нем не всегда равно разрежению во впускном трубопроводе, хотя они и соединены шлангом. Применен обратный клапан, который позволяет вакуумному усилителю «хранить запас разрежения» даже после остановки двигателя. Его хватает еще на несколько торможений.
Материалы по теме
13. Амортизаторы — до 30 бар
Прошли времена, когда при заделке крышки амортизатора в нем оставался атмосферный воздух. Теперь в амортизаторах используют инертный газ либо с небольшим давлением, либо со значительным газовым подпором. Если шток амортизатора можно легко вдавить руками, газовый подпор не превышает 1 бар. Газовый подпор приподнимает автомобиль и делает подвеску немного жестче.
14. Пневмоподвеска — 16 бар
В пневмоподвесках автомобилей давление обеспечивает насос, забирающий атмосферный воздух через фильтр. Обычно в пневмосистемах подвески легковых автомобилей используются давления, не превышающие 16 бар.
15. Газовые упоры — 120 бар
В газовых упорах, которые помогают открывать двери багажных отсеков и капоты, рабочим телом является азот, сжатый в некоторых изделиях до 120 бар. Любопытно, что наполняют газовые упоры, когда они полностью собраны, через штатное уплотнение штока, работающее как обратный клапан.
16. Шины — 1,8-2,8 бара
Материалы по теме
Единственное давление, за поддержание которого ответственность лежит на водителе, а потому и нуждается в достаточно частой проверке. Шины несут основную нагрузку от массы автомобиля, от правильного давления в них зависит комфорт и безопасность.
Поэтому надо соблюдать рекомендации завода-изготовителя автомобиля.
- Вы неправильно накачиваете колеса! Есть секрет — он тут.
- Перед началом осенне-зимнего сезона стоит обзавестись щетками с обогревом BURNER. А чтобы боковые стекла оставались чистыми, нужен водосток лобового стекла.
Фото: коллаж «За рулем», depositphotos
Источник
Давление в системе охлаждения двигателя: какое должно быть, как проверить
Всем привет! Все мы знаем, к каким последствиям может привести перегретый двигатель. Одной из причин повышения температур выступает неправильное давление в системе охлаждения двигателя.
Большое количество современных машин, а точнее подавляющее большинство, работают на моторах внутреннего сгорания. Потому для дизельного и бензинового ДВС предусмотрена специальная система охлаждения. Основана она на жидкостно-воздушном принципе работы.
Ключевым компонентом выступает специальная жидкость, то есть антифриз. Он циркулирует по системе под воздействием давления, охлаждая все необходимые элементы мотора. Но бывает так, что это давление избыточное, либо чрезмерно низкое. В каждой ситуации есть свои причины и скрытые угрозы.
Как формируется внутреннее давление
Часто можно встретить высказывания о том, что в двигателе образуется рабочее давление, которое может быть повышенное, то есть чрезмерно сильное, либо недостаточное.
Но тут следует запомнить одну вещь.
Специально в системе охлаждения давление не создается.
Фактически для ДВС не важно, при каком именно давлении жидкость охлаждения будет циркулировать по его внутренним полостям. Тут главный вопрос в том, чтобы элементы успевали охлаждаться.
Из курса физики многие знают, что практически все жидкости под воздействием нагрева начинают постепенно расширяться. Это можно отнести к антифризу и тосолу. Средний показатель расширения жидкостей под нагревом составляет от 10 до 20% от их начального объема. То есть именно на такое количество жидкости в системе окажется больше после того, как мотор перестанет работать на холодную, и выйдет на свой стандартный температурный рабочий режим. А система охлаждения выступает как замкнутый контур. Запуская мотор, он прогревается, параллельно начинает расти внутреннее давление.
ОЖ при этом давит на радиаторные стенки, патрубки и прочие внутренние компоненты.
Одну из ключевых задач в работе системы охлаждения выполняет крышка расширительного бачка. Фактически это клапан низкого и высокого давления, способный осуществлять подсос воздуха, либо же сбрасывать избыточное давление.
Для чего в системе высокое давление
Казалось бы, если большое давление создает такие проблемы, зачем вообще оно требуется внутри системы.
Опять же обратимся к школьному курсу физики. Там сказано, что чем выше окажется давление, тем выше поднимется и температура кипения жидкости. Банальный пример. При давлении, равном 1 атмосфере, простая вода закипит примерно при 100 градусах Цельсия. Но поднимите давление еще на 1 атмосферу, и тогда жидкость начнет кипеть только при 120 градусах Цельсия. Это примерные цифры, но суть, я думаю, вы уловили. Причем вода в примере указана не просто так. Ранее на автомобилях системы охлаждения функционировали на обычной воде.
Поскольку вода кипит уже при 100 градусах, а в моторе температура выше, потребовалось поднять давление, тем самым повысив отметку температуры закипания.
В зависимости от мотора и авто, у всех машин свои показатели рабочей температуры. Загляните в руководство и техническую документацию таких автомобилей и двигателей:
- ВАЗ 2114;
- Дэу Ланос;
- Шевроле Лачетти;
- Шевроле Нива;
- УАЗ Патриот;
- Газель с ЗМЗ 406;
- ВАЗ 2106;
- ВАЗ 2107;
- Киа Спектра;
- Рено Дастер и пр.
Вы наглядно увидите, что температура действительно отличается.
Еще одним существенным недостатком старых систем, отвечающих за охлаждение ДВС, была недостаточная герметичность.
Современные ОЖ, применяемые на автомобилях, обычно закипают на отметках 130-140 градусов по шкале Цельсия. Если они еще и будут находиться внутри герметичного контура, тогда при условии создания высокого давления закипание произойдет только по мере достижения температуры до уровня 150 градусов. С этим связан тот факт, что современные моторы очень редко могут закипеть. Хотя это все равно актуальная проблема для многих старых автомобилей и их двигателей, продолжающих эксплуатироваться в нашей стране. Так что пока от этой проблемы избавиться не удалось.
Думаю, все теперь поняли, для чего нужно давление, и почему езда без давления фактически невозможная.
Перед тем как проверить и разобраться в том, какие причины приводят к понижению и повышению давления, следует разобраться в нормах этого самого давления.
Каким должно быть давление
Как и рабочая температура двигателя, давление внутри систем охлаждения для всех автомобилей и моторов разное. Нет общепринятого стандарта, на который бы все ориентировались.
Чем выше производительность у мотора и его мощность, тем больше должна быть температура закипания.
Отсюда и более высокое давление.
Смотрите также
Но есть условное среднее значение. Оно составляет от 1,2 до 2 атмосфер. При этом достаточно редко отметка достигает 2 атмосфер. Кстати, поскольку мы говорим о давлении, связанном с жидкостью, применять такую единицу измерений как атмосферы не совсем корректно. На самом деле тут правильно использовать бары. Но поскольку 1 атм равняется 1 Бар, особых проблем с переводом единиц измерения не возникает. Просто знайте, что по отношению к жидкостям используются бары, а в случае с давлением воздуха актуально применять атмосферы. Вот и все.
На показатели давления внутри системы влияет множество факторов, включая используемую ОЖ, правильно разбавленный концентрат антифриза, герметичность ДВС, особенности его конструкции и пр.
Проблемы с внутренним давлением
Смотрите также
Зная из руководства по эксплуатации, какое давление должно быть в норме при работе конкретно вашего мотора, может возникать все две основные проблемы.
Тут речь идет о том, почему нет давления в системе, то есть оно чрезмерно низкое, либо почему оно выше нормы, и как снизить его теперь.
Избыточное давление
Если давление окажется выше нормальных показателей, компоненты охлаждающей системы и самого ДВС могут выйти из строя. Есть случаи разрыва радиатора, срыва патрубков, деформации шлангов и пр.
Когда в процессе эксплуатации авто то и дело слетают те или иные патрубки, относящиеся к охлаждению, это указывает на чрезмерно высокое внутреннее давление. Причем причина всегда одна и та же. Это неисправный предохранительный клапан. Об этом мы уже говорили в теме о том, почему выбрасывает тосол из расширительного бачка. Настоятельно советую перечитать. Решается проблема предельно просто. Нужно снять старую пробку на бачке или радиаторе, и установить новую.
Эта крышка на самом деле клапан. Причем в современных авто он двойной, и отвечает одновременно за подсос воздуха и сброс избыточного давления.
Дефицит давления
Смотрите также
Когда давление в системе падает, первым делом это можно идентифицировать по слабому нагреву воздуха, поступающего из печки машины.
Причин падения давления бывает несколько:
- Зависание клапанной крышки. Она зависла в открытом положении, то есть нарушена герметичность, происходит подсос воздуха. Если после прогрева мотора открутить крышку, услышите шипение выходящего воздуха. При его отсутствии клапан не работает;
- Подтекает антифриз. Не всегда удается найти источник проблемы. Потому можно провести простую проверку с помощью насоса, манометра и простейших инструментов. Насос подключается к бачку и начинается прокачка. Нужно добиться 1,4-1,6 бар. Теперь смотрите, откуда вытекает ОЖ;
- Дефицит ОЖ. Когда антифриза больше нужного, его будет выбрасывать через клапан при нагреве. Если жидкости мало, закипание происходит быстрее нормы, образуются воздушные пробки и в системе наблюдается малое давление. Тут нужно просто следить за уровнем антифриза.
В жизни автомобилиста случается всякое. Но статистика наглядно говорит о том, что большинство проблем с мотором имеет непосредственную связь с системой охлаждения и ОЖ. Нужно как минимум научиться правильно смешивать антифриз и постоянно поддерживать нужный уровень в бачке.
Всем удачи на дорогах!
Подписывайтесь, оставляйте отзывы, задавайте интересующие вас вопросы!
Источник