Какое давление должно быть в расширительном бачке автомобиля
Сага о давлении в системе охлаждения
В конце апреля произошло знаменательное событие. УАЗка был поставлен на учет. До места регистрации его любезно довезли, обратно – собственным ходом.
Мероприятие прошло успешно, проблем с регистрацией не было, до дома доехали нормально. Но без приключений не обошлось. При остановке машины был замечен подкапывающий антифриз. Притом, капал он из разных мест: около радиатора, около помпы и в салоне, около печки.
Шланги все установлены новые, хомуты – тоже. Все хомуты протягивал сам.
На стадии сборки авто, родной расширительный бачок был заменен на бачок от General Motors со своей крышкой. Информация была взята отсюда: www.drive2.ru/l/1043089/
На просторах Drive 2 была найдена статья по давлению жидкости в охлаждающей системе УАЗ (www.drive2.ru/l/4513828/). Из нее явствует, что давление открытия выпускного клапана расширительного бачка — 0,7-1,1 кгс/см2, давление открытия впускного клапана расширительного бачка — 0,01-0,10 кгс/см2
Исходя из того, что антифриз выдавливается, предположил, что в системе охлаждения возникает высокое давление по мере прогрева двигателя.
Проблема может быть:
— в клапане пробки радиатора (не открывается и не перепускает ОЖ в расширительный бачок)
— в клапане крышки расширительного бачка (не открывается и не выпускает воздух)
— забитом радиаторе охлаждения.
Радиатор охлаждения установлен новый, повышенной теплоотдачи. Так что, теоретически, проблем с ним быть не должно. Следовательно, необходимо проверить пробку радиатора и пробку расширительного бачка
Проверка проводится подачей давления под пробку. Проще всего давление подавать с помощью ножного насоса (и давление легко дозировать, и манометр давления на насосе присутствует).
Начал с расширительного бачка.
На крышке расширительного бачка указано давление открытия выпускного клапана – 120 kPa (1,2 кгс/см2), что несколько больше разрешенного производителем УАЗ.
Отсоединил от радиатора шланг, идущий к расширительному бачку.
В него вкрутил вентиль от автомобильной камеры (в простонародье – сосок) — он не позволяет выливаться жидкости, оставшейся в бачке и, не выпускает накачиваемый воздух.
Проверил плотность закрытия пробки бачка, подсоединил к соску насос и начал подавать давление. Срабатывание клапана можно определить по «похрюкиванию» в районе пробки. Также, давление накачиваемого воздуха перестает подниматься — это и есть давление срабатывания выпускного клапана. Манометр остановился на значении 0,14 Мпа (1,4 кгс/см2). Многовато!
Если с расширительным бачком все понятно и достаточно удобно, то как проверить давление срабатывания выпускного клапана пробки радиатора? Как подать давление под нее? Пытался изготовить различные конструкции вроде трубы с посадочным местом под пробку с одной стороны и выходом под шланг с другой.
Понял, что это потеря времени. Нужно либо изготавливать трубу точно как горловину радиатора, что чревато потерей времени, либо отпиливать горловину с радиатора, что чревато потерей радиатора.
Пришла мысль: «Надо подавать давление прямо в систему охлаждения». При этом появляется ряд очевидных преимуществ:
1. Пробка радиатора проверяется в своих рабочих условиях
2. Также можно проверить пробку расширительного бачка в рабочих условиях
3. При высоком давлении внутри системы, можно увидеть места, в которых есть подтекания. На работающем двигателе это сделать сложно, т.к.:
а) двигатель горячий
б) есть движущиеся части
в) все трясется
г) из-за звука работающего двигателя не слышно падения капель
А как подать давление внутрь системы? Где взять вход для подключения шланга? Ответ: вкрутить штуцер в радиатор вместо датчика аварийной температуры охлаждающей жидкости. В этом вопросе мне повезло. В радиаторе присутствовало дополнительное резьбовое отверстие, закрытое заглушкой.
Для изготовления штуцера были приобретены:
— пробка-заглушка с конусной резьбой 3/8 (ну не портить же родную)
Пробка была просверлена насквозь сверлом с диаметром 6 мм.
Болт был также просверлен вдоль своей оси сверлом с диаметром 3,5 мм. Резьба была спилена болгаркой, чтобы не повреждался присоединяемый шланг.
Болт, головкой, был присоединен к верхней части пробки и, данная конструкция была обварена в месте стыка. Получился вот такой штуцер.
Штуцер был ввернут вместо заглушки
К штуцеру подсоединил шланг (со вставленным вентилем) и к вентилю подключили ножной насос.
Получилась вот такая конструкция:
Для проверки давления срабатывания клапана пробки радиатора, сняли пробку с расширительного бачка (предварительно обратно присоединив шланг от расширительного бачка к горловине радиатора).
На пробке радиатора указано давление открытия выпускного клапана — 0,5 кгс/см2
С помощью насоса начали поднимать давление. Клапан сработал при достижении нужного значения давления — 0,05 Мпа (0,5 кгс/см2).
Кстати, при замене пробки радиатора на новую, нужно внимательно смотреть на длину клапана. Пробка с ГАЗ 3310 (Волга) подходит к радиатору УАЗ по креплению, но она короче. Если ее поставить, то клапан участвовать в регулировании давления не будет, т.к. тарелка клапана не достает до нижнего выступа в горловине радиатора.
Так как результаты измерений показали, что с клапаном крышки радиатора все в порядке, было принято решение проверить всю систему в сборе.
Для этого установил на штатные места крышку радиатора и крышку расширительного бачка. И, с помощью ножного насоса, начал подавать давление в радиатор.
Тут произошло что-то не очень понятное. Накачивая воздух в радиатор, давление в системе достигло значения 1,7 кгс/см2. Только после этого сработал клапан расширительного бачка. Возможно, это произошло из-за маленького сечения трубки идущей от заливной горловины радиатора к расширительному бачку – жидкость не успевала в полном объеме перетекать в расширительный бачок, т.к. давление росло слишком быстро.
Охлаждающая жидкость начала вытекать «из всех щелей»!
Была обнаружена течь из под шлангов подсоединенных к:
— радиатору
— термостату
— крану отопителя
— радиатору отопителя.
Когда увидел охлаждающую жидкость, текущую из печки — вообще расстроился. Подумал, что давлением порвал новый радиатор отопителя.
Стало ясно, что причиной бед является выпускной клапан расширительного бачка. Встал вопрос: Возможно ли провести изменение порогового давления срабатывания клапана в сторону уменьшения его до приемлемых параметров (0,7-1,1 кгс/см2) или просто выкинуть клапан (расширительный бачок будет напрямую сообщаться с атмосферой).
В крышке расширительного бачка установлена пластина, на которой установлены впускной и выпускной клапана. Ее можно вынуть, удалив резиновое уплотнение из пробки.
Продув в каждый клапан, стало ясно, какой из них впускной, а какой выпускной.
После ряда не очень жестоких экспериментов, выяснилось, что корпус выпускного клапана к пластине крепится защелками. Его можно вытащить из пластины, аккуратно зажав плоскогубцами.
Внутри корпуса находится сам клапан и пружина.
Уменьшая длину пружины (отрезая от нее куски) можно добиться понижения давления срабатывания клапана до необходимых значений.
После укорачивания пружины вставляем все обратно в корпус и защелкиваем его на пластине.
После установки пробки расширительного бачка на свое место, опять проверяем давление срабатывания клапана, медленно подавая воздух. Если давление срабатывания выпускного клапана расширительного бачка больше необходимого – снова разбираем пробку и укорачиваем пружину.
В итоге, на моем автомобиле, срабатывание выпускного клапана расширительного бачка происходит при достижении давления в системе 0,7 кгс/см2
Пока «игрался» с пружиной (укорачивал несколько раз) из мест течи вытекло больше литра охлаждающей жидкости 🙁
Теперь система охлаждения (в упрощенном представлении) на моем автомобиле работает следующим образом:
а) при холодном двигателе все клапаны (впускные и выпускные) закрыты (и в пробке радиатора и в пробке расширительного бачка). Давление в системе охлаждения близко к атмосферному
б) по мере прогрева двигателя, давление повышается и, при достижении значения 0,5 кгс/см2 открывается выпускной клапан пробки радиатора и жидкость начинает перетекать в расширительный бачок. При достижении значения давления в системе 0,7 кгс/см2, открывается выпускной клапан пробки расширительного бачка и воздух (выдавливаемый расширяющейся жидкостью) начинает выходить в атмосферу.
в) при достижении рабочей температуры, ОЖ в системе поддерживается давление 0,7 кгс/см2. Когда жидкость охлаждается (после открытия термостата/включения вентилятора), происходит ее сжатие. В результате сжатия в системе образуется разряжение (0,01-0,10 кгс/см2) – срабатывает впускной клапан пробки радиатора, если сжатие продолжается, то открывается впускной клапан пробки расширительного бачка и воздух из атмосферы поступает в расширительный бачок. Как только жидкость начинает нагреваться (после отключения вентилятора/закрытия термостата) – давление в системе повышается – закрываются впускные клапана пробок и открываются выпускные…
г) после остановки двигателя охлаждающая жидкость некоторое время забирает тепло от гильз (в результате чего, несколько раз может включиться-выключиться вентилятор и будет скакать давление), а затем начинает охлаждаться. В результате охлаждения жидкости в системе образуется разряжение (0,01-0,10 кгс/см2) – срабатывает впускной клапан пробки радиатора, если сжатие продолжается, то открывается впускной клапан пробки расширительного бачка и воздух из атмосферы поступает в расширительный бачок. В результате, после полного охлаждения жидкости в системе останется разряжение 0,01-0,10 кгс/см2 (зависит от давления срабатывания впускных клапанов пробок) и далее, в результате неполной герметичности клапанов, давление постепенно сравнивается с атмосферным.
После запуска двигателя процесс повторяется.
После проверки/регулировки клапанов в пробках, было принято решение проверить радиатор печки.
Радиатор был снят, один выход заглушен, ко второму выходу подключили шланг ножного насоса. Радиатор был опущен в таз с водой и в него начали подавать воздух. При давлении 1,5 кгс/см2 стало ясно, что течь образуется не в радиаторе, а в месте соединения радиатора со шлангами. Радиатор оказался целым! УРА!
Протянул хомуты шлангов в подозрительных местах, на соединение радиатора отопителя со шлангами поставил дополнительный хомут.
Течи из системы охлаждения двигателя пропали. Теперь из под машины ничего не капает 🙂
Спасибо сайту avtoall за любезно предоставленные картинки 🙂
Рабочее давление системы охлаждения. Нельзя просто так взять и поставить расширительный бачок от VW!
Причина по которой лопается штатный бачок не только в плохом качестве пластика но и зачастую в не работающем спускном клапане в крышке бачка. Возникает избыточное давление и хилый вазовский бачок лопается, как предохранитель сохраняя при этом остальную систему целой!
Я, как и многие, чуть больше пол года назад поменял бачок на VW. До этого лопалось 2 бачка, но трещины были маленькие, антифриз весь не уходил. Первое что я сделал — это собрал тестовый стенд и замерил давление на котором срабатывал спускной клапан. Клапан сработал на 1.8 атм. Но у нас не Фольцваген… Для нашего таза по регламенту рабочее давление 1-1.2 атм! Доработал крышку бачка до 1.2 атм. По ссылке выше есть инструкция.
Прошло полгода начал потихоньку уходить антифриз. Доливал пару раз. Зимой в один прекрасный момент антифриз ушел совсем. Хорошо хоть БК предупреждает о таких сюрпризах. Заранее сработала сигнализация перегрева и двигатель я не перегрел. Началось…
— Сначала я поменял патрубок термостата, он сопливил. Не помогло.
— Нашел антифриз в салоне под ковриками — поменял радиатор печки с патрубками Не помогло.
— Поменяли все хомуты и протянули все патрубки. Не помогло
— Появилась эмульсия на щупе и под заливной крышкой двигателя (до этого не видно было). Вскрыли движок — поменяли прокладку ГБЦ
Живой остался только основной радиатор и часть патрубков… Больше антифриз не уходит. Между ремонтами катался с выкрученной пробкой, что бы по меньше подливать антифриз.
Машине 3.5 года 76000 пробега. Конечно все эти проблемы не могли вылезти только из за нового бачка, но так или иначе, мне кажется он их форсировал. Крышку теперь доработал до 0.8 атм! Знаю многие ее вообще не закручивают, но антифриз под давлением закипает позже, это тоже хотелось бы учесть.
Антифриз Felix Carbox G12 — Температура начала кипения составила 110 °С, что выше требований регламента на 5 градусов. (взято из этого теста)
Температура кипения/начала перегонки
(из статьи Методы тестирования охлаждающих жидкостей О. М. Гольтяев, кандидат физико-математических наук, зам. Генерального директора ОАО «ТЕХНОФОРМ)
Температура кипения служит верхней границей рабочего температурного диапазона автомобильного антифриза в системе охлаждения. Кипение охлаждающей жидкости в работающем автомобиле — весьма неприятное событие, связанное с вынужденной остановкой автомобиля, доливом испарившейся жидкости и возможными дефектами в двигателе.
Судя по заявленной температуре кипения G12 — 110 °С без давления. По этому графику — плотность концентрата равна 82%. Все примерно, надеюсь нигде не просчитался. Пишите если есть возражения.
Смотрим график
1.2 атм
Штатно порог включения второго вентилятора выставлен на 115 °С. У меня на 97. Думаю 0.8 атм хватит за глаза. Посмотрим сколько проживет.
p.s. Дорабатывайте машину вдумчиво!
UPD: Отличная реализация тестирования крышки, без снятия бачка с машины.
Сосок врезается в тонкий шланг обратки при помоши тройника и небольшого куска шланга.
Для чего нужно давление в системе охлаждения и нужно ли оно вообще
Давление в системе охлаждения автомобиля, и на что оно влияет – одна из популярных тем автомобильных интернет-холиваров, хотя по накалу страстей ей, конечно, далеко до «масляных тёрок» или дискуссий типа «греть – не греть». Тем не менее вопрос этот важный и интересный, и хотелось бы расставить в нем точки над i.
Температура кипения воды при атмосферном давлении – всем известные и каноничные 100 °С. Этиленгликолевого антифриза в тех же условиях – 105-107 °С. Но, поскольку при повышении давления температура кипения охлаждающей жидкости становится выше, в системе охлаждения двигателя целенаправленно создается давление около 1,2-1,5 атм. Благодаря этому предел кипения антифриза сдвигается к значениям 120-125 °С и даже выше, и «горячие» моторы (которых в последние 10 лет стало большинство) успешно поддерживают стабильную температуру без риска закипания охлаждающей жидкости в нормальных условиях.
Давление, превышающее атмосферное, – норма для систем охлаждения 99,9% современных двигателей. Его главная и единственная задача – обеспечить отсутствие кипения антифриза, если рабочая температура мотора выше, чем температура кипения охлаждающей жидкости при атмосферном давлении. Кипение порождает обильное парообразование, которое мешает лопастям помпы эффективно прокачивать жидкость, а пузырьки пара, встающие барьером между жидкостью и омываемой ей поверхностью, резко ухудшают теплоотвод. Два этих процесса тесно связаны, взаимно поддерживают друг друга и стремительно прогрессируют. Результат – быстрый перегрев двигателя, не сразу останавливающийся даже после глушения и по этой причине редко обходящийся совсем без последствий.
Собственно, рабочая температура двигателей внутреннего сгорания росла на протяжении всей их эволюции, и этот процесс продолжается и сейчас. Условно «этапы роста» можно обозначить так:
«80-85 °С» (давно ушедшие температурные характеристики, свойственные моторам середины ХХ века)
«95-105 °С» (характеристики, являющиеся нормой последние несколько десятилетий и по-прежнему актуальные для относительно простых двигателей)
«120-130 °С» (температуры, при которых работают самые продвинутые современные моторы, находящиеся на пике топливной экономичности и экологических норм)
Эти цифры – приблизительные, приведенные просто для понимания, о каких значениях идет речь. Встречаются и исключения, где «все наоборот», но они редки и лишь подтверждают правило.
Нас же сейчас интересует ранний период развития автопрома – те самые 80-85 °С. Как мы видим, эта температура ниже температуры кипения воды при атмосферном давлении, и тем более – ниже температуры кипения антифриза в тех же условиях. Стало быть, давление в системе охлаждения этим двигателям было не нужно? Совершенно верно – его там и не было! Староглиняные времена – эпоха моторов с открытой системой охлаждения! Пробки в радиаторах машин того периода, конечно же, были, но они не обеспечивали герметичность, а служили лишь для предотвращения разбрызгивания воды, когда автомобиль трясло на колдобинах. Все остальное не отличалось существенно от современных моторов: помпа так же крутилась и гнала своей крыльчаткой жидкость по кругу через рубашку двигателя и радиатор, а расширяющаяся при нагреве вода вытеснялась в компенсационный объем, которым служил верхний бачок не заполненного до конца радиатора.
Несмотря на приличную общую мощность, эти моторы работали в мягких условиях невысоких оборотов и небольшой мощности, снимаемой с каждого литра кубатуры. Блоки и головки были чугунными, массивными, с большими объемами масла в картерах, с крупными радиаторами и постоянно вращающимися крыльчатками охлаждения, установленными непосредственно на шкиве помпы или коленвала, без всяких термодатчиков и вискомуфт. Поэтому даже на максимальной нагрузке температура воды в системе охлаждения без давления не приближалась к ста градусам, и исправный мотор не кипел. И даже при начальной стадии неисправностей (не до конца открывающийся термостат, пониженный уровень жидкости, частично забитый радиатор и т. п.) проблема не вставала ребром сразу – у мотора имелся большой запас по «мясу», и довести его до изрыгания пара было не так-то просто.
Впрочем, обратной стороной медали и неотъемлемыми спутниками характеристик таких двигателей была топливная прожорливость и низкая экологичность. Эти два момента впоследствии потребовали проведения реформ в моторном инжиниринге, и двигатели стали уменьшаться в размерах, кушать меньше, отдавать с литра больше, а рабочая температура их возросла. Открытые системы охлаждения исчезли, уступив место герметичным – температура повысилась, и давление антифриза взяло на себя основную роль в защите его от закипания.
Соответственно, под капотом появилась такая деталь, как пробка расширительного бачка с тарированным клапаном, на который возлагалась большая ответственность – держать давление на строго обозначенном пределе. А при его превышении в случае неисправности в системе охлаждения – открываться и выпускать пар и антифриз наружу, дабы не полопались шланги и радиаторы.
Однако, несмотря на то что в работе системы охлаждения после внедрения давления ничего принципиально не изменилось, кроме смещения температуры в более высокую зону, многие автолюбители стали ошибочно считать давление необходимым условием для самых разных процессов. На автофорумах очень часто можно встретить высказывания, что если по причине неисправности или отсутствия пробки расширительного бачка в системе исчезнет давление, то не сможет нормально работать помпа, не откроется термостат, двигатель не наберет рабочую температуру (!) и тому подобные фантазии.
Это не так. Помпа гоняет жидкость и не знает, под каким она давлением или вообще без оного. На качество циркуляции влияет только целостность крыльчатки, натяжение ремня, чистота каналов в радиаторе и вязкость антифриза. Термостат открывается лишь от температуры охлаждающей жидкости и ни от чего иного. При достижении антифризом в зоне термостата температуры открытия термостата последний откроется, даже если помпа вообще не будет вращаться.Да, повышение рабочей температуры двигателей стало одним из неизбежных мероприятий, обеспечивающих современные требования к экологичности и экономичности. Но у системы охлаждения, работающей под давлением, имеются и два весьма существенных недостатка…
Первый – это повышенный риск утечек антифриза. Пока автомобиль новый, никаких проблем, разумеется, нет, но с возрастом в системе охлаждения начинают появляться слабые места. Ослабевают пружинные хомуты, теряют эластичность и покрываются трещинами резиновые патрубки. Пластиковые элементы (переходные соединители, штуцеры, корпуса термостатов и т. п.) становятся хрупкими и ломкими. А где тонко – там и рвется. Давление охлаждающей жидкости начинает выгонять ее наружу при первой же возможности. «Возрастная» система охлаждения непредсказуема в своих сюрпризах, цена которых весьма высока – если не «крякнет» от перегрева мотор, то уж на эвакуатор как минимум придется раскошелиться, поскольку без антифриза даже после остывания далеко не уедешь…
Второй недостаток отчасти является разновидностью первого. У современных моторов практически нет запаса по «мясу», куда ни ткни, не исключая и теплоемкость системы охлаждения. Повышенное давление ускоренно выгоняет антифриз на асфальт при появлении малейшей негерметичности, и там где старый мотор (даже с системой охлаждения, работающей под давлением, не говоря уже об открытой!) какое-то время держался бы, теряя жидкость постепенно, современный двигатель лишается ее опасными темпами. Вернее, темпы-то те же самые, но результат разный. Система охлаждения современного автомобиля B-класса вмещает вдвое меньше антифриза, чем даже у классического «жигуля», и если за полчаса каждый из автомобилей потеряет литр, то у первого это будет 10% потери, а у второго – уже 20%… Пропорционально падает «живучесть» машины, пропорционально же возрастает и риск последствий перегрева.
Можно ли с этим бороться? Можно, но сложно… «Газелисты» со стажем, к слову, могут припомнить достаточно массовую историю конца 90-х, когда качество сборки было таким, что победить утечки антифриза даже рукастым водилам не удавалось месяцами. И только приоткручивание пробки расширительного бачка и перевод системы охлаждения в режим «без давления» позволяло избавиться от бесконечных синих луж на асфальте поутру… Но такой трюк прокатывал лишь с древними ЗМЗ-шными движками, прародители которых как раз спокойно работали без давления воды.
На современных авто во избежание перегрева переводить герметичную систему охлаждения в открытый вариант, к сожалению, нельзя. Поэтому, приобретая машину с 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 соединительных патрубков между шлангами и т.п.), термостата и пробки расширительного бачка. Вот только даже с использованием приличного неоригинала подобная процедура оказывается весьма недешевой, и редкие покупатели подержанных авто решаются на подобные превентивные меры без явных поломок…
Опрос
А ваша система охлаждения в порядке?