Диагностирование и ТО системы охлаждения двигателя
1. Неисправности системы охлаждения
Необходимость ремонта системы охлаждения возникает в случае постоянного перегрева или переохлаждения охлаждающей жидкости (ОЖ), снижения уровня ОЖ в системе в результате утечки, возникновения электролиза в ОЖ и др.
Перегрев ОЖ вызывает детонацию двигателя, которая резко увеличивает износ цилиндров и поршневых колец, приводит к прогоранию поршней и снижению долговечности подшипников скольжения (вкладышей). Нарушение процесса сгорания топливновоздушной смеси при перегреве, увеличение сил трения приводят к возрастанию расхода топлива и снижению мощности двигателя. Понижение температуры ОЖ в рубашке охлаждения двигателя повышает износ деталей ЦПГ вследствие смывания со стенок цилиндров масла топливом. Происходит разжижение масла топливом, попадающим в масляный картер, более интенсивное образование смоляных и лакообразных отложений на поршнях и поршневых кольцах.
Понижение температуры ОЖ на каждые 10 °С от номинального значения уменьшает мощность двигателя на 1,5 % и увеличивает расход топлива на 2 %.
Перегрев двигателя может быть вызван: недостатком ОЖ в системе охлаждения из-за ее утечки или выкипания, засорением системы, обрывом или пробуксовкой ремня привода вентилятора, отказом в работе электро- либо гидромуфты вентилятора, заклиниванием термостата в закрытом состоянии или жалюзи в закрытом положении, неправильной установкой угла опережения зажигания.
Переохлаждение двигателя возможно при заклинивании термостата в открытом состоянии или отсутствии самого термостата, неисправности гидро- или электропривода вентилятора.
Одной из неисправностей современных систем охлаждения с радиатором, изготовленным из алюминия, и температурным датчиком включения вентилятора (термовключателем), находящимся под напряжением, является возникновение электролиза.
Электролиз — это реакция разложения раствора химических веществ при прохождении через них электрического тока. Характерные признаки протекания электролиза: засорение трубок радиатора, наличие белого налета возле его негерметичных мест и отложений зеленоватого цвета возле термовключателя. В случае появления таких симптомов необходимо тщательно проверить соединения электрических приборов системы охлаждения.
Для радиаторов, изготовленных из алюминия, не рекомендуется использовать в качестве ОЖ воду, так как при этом происходит коррозия трубок.
Подтекание ОЖ может быть вызвано негерметичностью соединений шлангов системы охлаждения со штуцерами и патрубками, неплотностью соединений фланцев патрубков, негерметичностью сливных пробок и краника отопителя, повреждением шлангов, трещинами в бачках и сердцевине радиатора, износом самоподжимного сальникового уплотнения жидкостного насоса.
2. Диагностирование системы охлаждения двигателя
Общее диагностирование технического состояния системы охлаждения заключается в определении ее герметичности и теплового баланса.
Заключение о герметичности системы делают, визуально убедившись в отсутствии утечки ОЖ при работающем и неработающем двигателе, а также по скорости убывания жидкости из расширительного бачка в процессе эксплуатации автомобиля.
О тепловом балансе системы судят по времени прогрева двигателя и поддержанию его номинальной рабочей температуры при нормальной нагрузке. Проверку производят с помощью указателя температуры охлаждающей жидкости.
Работа системы охлаждения считается удовлетворительной, если температура двигателя удерживается в пределах 85…95 °С при движении нагруженного автомобиля со скоростью около 90 км/ч.
Проверить общее состояние системы охлаждения и найти конкретные места утечки ОЖ можно при подаче воздуха под небольшим давлением в систему охлаждения.
Для проверки герметичности системы охлаждения можно использовать воздушную сеть (рис. 1, а), а в случае ее отсутствия, воздушный насос (рис. 1, б), которые подсоединяют к пробке расширительного бачка или радиатора.
С помощью редуктора или насоса поднимают давление до величины давления открытия пробки расширительного бачка (0,09…0,13 МПа) в течение 2 мин. Следят за показанием манометра: давление должно быть стабильным, в противном случае визуально определяют утечки ОЖ или проверяют охладители отдельных составных частей двигателя (системы рециркуляции, радиатор охлаждения масла и т.д).
Причиной быстрого убывания ОЖ в системе может быть неправильная работа клапана пробки расширительного бачка и ее недостаточная герметичность. При появлении этой неисправности необходимо проверить состояние клапана пробки и давление его открытия (значение давления указано в технических характеристиках данного двигателя).
Рис. 1. Проверка герметичности системы охлаждения с использованием воздушной сети (а) и воздушного насоса (б): 1 — пневморедуктор; 2 — манометр; 3 — герметизирующая насадка; 4 — радиатор; 5 — насос; 6 — пробка расширительного бачка
Работоспособность радиатора определяют по разности температур ОЖ в его верхней и нижней части, которая должна быть в пределах 8…12 °С. Уменьшение разности температур указывает на наличие накипи в трубках радиатора или на его загрязнение.
При проверке термостата его снимают с двигателя и помещают в емкость с жидкостью, имеющей температуру окружающего воздуха. Можно использовать обычную воду, но, учитывая, что температура ОЖ в современных двигателях может превышать 100 °С, желательно применять технический глицерин, температура кипения которого выше. В случае же использования воды можно установить только начало открытия клапана. Жидкость постепенно нагревают; при температуре 70…80 °С (в зависимости от модели двигателя) должно начаться открытие клапана термостата. За температуру начала открытия принимается та, при которой ход клапана, расположенного со стороны входного патрубка радиатора, составляет 0,1 мм. Для более точного определения величины хода можно использовать индикатор часового типа на кронштейне. Дальнейшее повышение температуры до 90…110 °С (в зависимости от модели двигателя) должно привести к полному открытию клапана (6…8 мм). Если после проведения вышеописанной проверки установлено, что термостат не удовлетворяет указанным условиям, его заменяют новым, так как ремонту он не подлежит.
При появлении утечки ОЖ из радиатора, если найти место утечки не представляется возможным, радиатор проверяют на герметичность. Существуют два способа проверки: непосредственно на автомобиле и при снятом радиаторе.
При проверке на автомобиле радиатор заполняют водой, все патрубки закрывают заглушками, оставив один открытым (через него в радиатор подают воздух под давлением примерно 0,1 МПа). По месту появления воды и определяют место утечки.
Однако из-за сложности доступа к радиатору удобнее проверять его, сняв с автомобиля. После снятия закрывают заливную горловину и все патрубки радиатора, оставив один открытым, через него подают в радиатор воздух под давлением примерно 0,1 МПа. Радиатор помещают в ванну с водой и наблюдают за появлением пузырьков воздуха, которые и укажут точное место утечки.
Жидкостный насос проверяют на отсутствие утечек через нижнее контрольное отверстие. Если при работе насос издает шум, проверяют также его осевой люфт. При появлении утечки ОЖ из жидкостного насоса, шума при работе и увеличенного осевого люфта насоса, его снимают с двигателя, разбирают, проверяют и при необходимости ремонтируют или заменяют насос.
Проверку электрических элементов системы охлаждения проводят с помощью сканеров и тестеров.
3. ТО системы охлаждения
В настоящее время систему охлаждения заполняют специальными незамерзающими жидкостями (антифризами), которые представляют смесь этиленгликоля и воды (плотность раствора 1067…1085 кг/м3) с добавлением антипенных и антикоррозионных присадок. Возможно использование и воды, но при этом на внутренних поверхностях элементов системы охлаждения образуются отложения солей кальция, магния и других металлов, содержащихся в воде.
Накипь имеет низкую теплопроводность и затрудняет теплообмен между водой и элементами системы охлаждения, уменьшает сечение трубок радиатора, ухудшает циркуляцию воды. Например, слой накипи толщиной более 1 мм способствует увеличению расхода топлива до 20…25 %, масла — до 25…30 %, снижению мощности двигателя до 10…20 %. Для уменьшения слоя накипи в систему охлаждения заливают умягченную воду с малым содержанием солей, получаемую электромагнитной обработкой воды (воду многократно прокачивают через силовое магнитное поле в направлении, перпендикулярном к силовым линиям). В результате вода приобретает новые свойства: содержащиеся в ней соли не образуют накипи и выпадают в виде шлама. Кроме того, она способствует растворению ранее образовавшейся накипи, превращая ее в легко смываемый порошок. Умягчать воду можно также: кипячением; добавлением соды, извести, нашатырного спирта; очисткой от солей пропусканием воды через минеральные, глауконитные или натрий-катионовые фильтры.
Если накипь все же есть, то ее удаляют, используя специальные вещества, которые подразделяются на щелочные и кислотные.
Основа щелочных составов — каустическая или кальцинированная сода (1 кг соды и 0,15 кг керосина на 10 л воды). Щелочные составы заливают в систему на 5…10 ч, затем на 15…20 мин запускают двигатель и сливают раствор. После этого целесообразно провести промывку системы охлаждения водой, так как щелочные растворы вызывают коррозию цветных металлов (алюминиевых сплавов головки цилиндров, латунных элементов радиатора и мест их спайки).
В качестве кислотных составов используют 5…10%-ный водный раствор соляной кислоты с добавлением 3…4 г/л утропина для предохранения черных металлов от коррозии. Шлам смывают водой, пропуская ее в направлении, обратном циркуляции охлаждающей жидкости.
После ремонта или замены элементов системы охлаждения, а также через каждые 60 тыс. км пробега, через три года или согласно предписаниям предприятия — производителя автомобиля ОЖ следует заменить. Необходимость замены обусловлена тем, что антикоррозионные компоненты, содержащиеся в системе, в процессе ее заполнения осаждаются на новых или отремонтированных и очищенных деталях с образованием стойкого антикоррозионного слоя.
Замена ОЖ должна производиться на непрогретом двигателе или подогретой жидкостью на прогретом двигателе во избежание его повреждения из-за резкого охлаждения металлических деталей: регулятор отопления в салоне устанавливают на максимальную степень нагрева, чтобы ОЖ заполнила радиатор отопителя, снимают крышку с расширительного бачка и открывают краники бачка радиатора и блока цилиндров (при их наличии).
Во многих современных автомобилях имеются специальные пробки для удаления воздуха из системы охлаждения; пробок может быть несколько или одна, расположенная обычно у корпуса термостата. Перед заполнением системы пробки отворачивают медленно непрерывной струей и заполняют систему жидкостью до тех пор, пока она не начнет вытекать через пробки. Затем пробки или краники затягивают, а жидкость доливают до отметки «MAX» расширительного бачка или, при его отсутствии, до нижней части горловины радиатора. Если уровень жидкости в расширительном бачке перестал понижаться, следует энергично 2–3 раза сжать нижний шланг радиатора.
После заполнения системы двигатель запускают, прогревают до рабочей температуры и дают поработать в течение 3…5 мин, периодически меняя частоту вращения коленчатого вала от минимальной до 3000 об/мин. Останавливают двигатель и при необходимости доливают охлаждающую жидкость.
В настоящее время для замены ОЖ применяются специальные установки (рис. 2). С помощью такой установки можно производить:
- замену ОЖ без завоздушивания системы;
- проверку системы охлаждения двигателя на герметичность;
- проверку работоспособности клапана избыточного давления на крышке радиатора или расширительного бачка;
- проверку работоспособности термостата автомобиля;
- проверку реальной температуры жидкости в системе охлаждения двигателя;
- проверку температурных датчиков;
- контроль давления в системе охлаждения двигателя;
- проверку напряжения аккумулятора и генератора автомобиля.
Рис. 2. Общий вид установки для замены охлаждающей жидкости
Установку подключают к системе охлаждения автомобиля в верхний патрубок радиатора охлаждения. Замена ОЖ происходит на прогретом и заглушенном двигателе при подаче под давлением (0,3 МПа) новой охлаждающей жидкости.
Вышеописанная установка может применяться и для замены ОЖ в системе охлаждения автоматической коробки передач (АКП).
3.1. Основные работы, выполняемые при ТО системы охлаждения
Во время проведения ТО системы охлаждения выполняются работы, описанные ниже. ЕО. Проверить: действие системы отопления и обогрева стекол (в холодное время года), системы вентиляции; уровень ОЖ в системе охлаждения.
ТО‑1. Проверить осмотром герметичность системы охлаждения двигателя (в том числе пускового подогревателя), а также крепление на двигателе оборудования и приборов.
ТО‑2. Дополнительно к работам ТО-1 проверить: осмотром герметичность системы отопления и пускового подогревателя; состояние и действие привода жалюзи (шторки) радиатора, термостата, сливных кранов; крепление радиатора, его облицовки, жалюзи, капота, вентилятора, жидкостного насоса.
СО (сезонное обслуживание). Проверить состояние и действие кранов системы охлаждения и сливных устройств.
Диагностика и приборы для диагностики системы охлаждения
Тестер утечки СО2 в систему охлаждения LT 450 позволяет моментально определить на ранних стадиях утечку СО2 в систему охлаждения через прокладку головки блока цилиндров.
Очень прост в применении: сгорающий газ, проникающий в систему охлаждения, скапливается в воздушном пространстве над водой в радиаторе. Если этот воздух проверить с помощью LT 450, то жидкость в тестере укажет на наличие CO2, изменив свой цвет.
Рефрактометр для проверки антифризов LEITENBERGER GmbH FT2030. Предназначен для проверки антифризов с присадками типа SONAX, G11, G12, Superplus2000 (Ford. ). Одобрен производителями автомобилей как точный и безопасный контроль за состоянием жидкости. Рабочий тестер (прошел более 10 тысяч испытаний) для проверки концентрации антифриза (шкала А) в охладителе или жидкости для омывания ветрового стекла (шкала В). Разделительная линия СВЕТЛЫЙ/ТЕМНЫЙ (4) на различных шкалах фиксирует температуру в С, в нижней части которой жидкость защищена от замерзания. Шкала антифриза подразделяется на: А) ЭТИЛЕН (для тестирования в Европе) В) ПРОПИЛЕН (для тестирования за пределами Европы). Удельный вес электролита в аккумуляторе обозначается в кг на I (шкала С). Регулируемый окуляр адаптирован к зрению пользователя
Комплект для обнаружения утечек SMC-150.Применяется для обнаружения вытекающего из тестируемой жидкости флуоресцента. Лампа имеет габариты небольшого фонарика, что является неоспоримым преимуществом при работе в загроможденном подкапотном пространстве. Питание от батарейки.
Если появились признаки перегрева двигателя, сначала проверьте уровень жидкости в расширительном бачке и при необходимости доведите его до нормы.
Для проверки надо:
— снять пробку расширительного бачка;
— определить уровень визуально.
Осмотрите систему охлаждения на предмет подтеканий жидкости через уплотнительную прокладку блока цилиндров, через сальник и манжеты, в местах соединения термошланга с радиатором и насосом дюритовыми шлангами, особенно там, где их обжимают хомутами, через патрубки отвода и подвода охлаждающей жидкости в отопитель, а также через сливные краники (пробки). Только после того, как убедитесь, что подтеканий нет, можете долить охлаждающую жидкость.
Уровень охлаждающей жидкости на автомобилях, имеющих расширительный бачок в системе охлаждения, должен быть не ниже отметки min на корпусе бачка.
При контроле уровня охлаждающей жидкости в системе охлаждения рекомендуется проверить состояние пробки радиатора и пробки расширительного бачка. При исправной пробке радиатора впускной и выпускной клапаны перемещаются свободно, без заеданий, а резиновая уплотнительная прокладка обеспечивает герметичность заливной горловины радиатора.
Пробка расширительного бачка должна надежно устанавливаться на его горловине и не иметь вмятин.
Утечка охлаждающей жидкости устраняется затягиванием хомутов, соединяющих патрубки и шланги системы охлаждения, или заменой уплотнительных прокладок и изношенного сальника жидкостного насоса.
Об изношенности сальника свидетельствует выход через контрольное отверстие насоса охлаждающей жидкости. В этом случае необходимо насос разобрать, а сальник заменить.
Если через контрольное отверстие идет охлаждающая жидкость, то его ни в коем случае нельзя просто заглушать. Вы гарантированно выведете из строя подшипники жидкостного насоса.
Доливать охлаждающую жидкость (воду) в радиатор перегретого двигателя нужно тонкой струйкой и лишь после того, как двигатель немного остынет. Иначе перепад температур приведет к образованию неприятных трещин в головке блока цилиндров или в самих цилиндрах.
В процессе эксплуатации автомобиля радиатор системы охлаждения может снаружи и внутри покрыться накипью, маслом, продуктами коррозии. Загрязнение радиатора значительно уменьшает теплоотдачу, и двигатель перегревается. При этом значительно снижается мощность и возрастает расход бензина.
Для наружной очистки радиатора рекомендую использовать воду и сжатый воздух. Воздушные каналы осторожно следует прочистить деревянными шпильками. Очистку внутри радиатора при незначительном отложении накипи реально произвести сильной струей воды, подаваемой в направлении охлаждающей жидкости.
Радиатор промывают отдельно от двигателя, чтобы не засорить его ржавчиной и налетом из водя-ной рубашки блока. Радиатор следует подвергать проливке до тех пор, пока выходящая вода не будет достаточно чистой. Хорошо очищается радиатор при продувке его водяным паром с избыточным давлением не более 0,8 кг/см2, что эквивалентно 80 кПа.
Рекомендуется применять специальные химические растворы, если на внутренних стенках трубок для проливки имеются большие отложения накипи или масляный налет. Эти растворы призваны растворить нерастворимые водой различные отложения.
Бывают случаи, когда даже химия не помогает. Вывод один: радиатор необходимо заменить или отправить в капитальный ремонт. В последнем случае радиатор разбирают (расслаивают бачки и трубки) и металлическим стержнем прочищают радиаторные трубки, а бочки очищают скребками и металлическими щетками.
Если ремень привода вентилятора пробуксовывает, то очень сильно снижается охлаждение двигателя, что приводит к его перегреву.
Если слабо натянут ремень, необходимо ослабить гайку крепления генератора к натяжной планке и гайку болта крепления генератора к кронштейну и, смещая генератор с помощью монтажной лопатки, добиться требуемой степени натяженности ремня. После регулировки затянуть гайку болта. Перестановка одной шайбы при регулировке натяжения ремня увеличивает его длину примерно на 2,6 мм.
При обнаружении порванного ремня и при отсутствии запасного ремня можно временно использовать кольцо шириной около 20 мм, вырезанное по диаметру из автомобильной камеры. Если ремень привода вентилятора замаслен, то его необходимо протереть бензином. Одной из распространенных причин снижения уровня охлаждающей жидкости в системе охлаждения является течь радиатора.
Микроскопические течи, трещины, раковины и др. дефекты металла становятся причиной образования течи. К оной может привести даже мелкое, не видимое глазом механическое повреждение.
Естественно, что, вытекая из течи радиатора, охлаждающая жидкость выпадает из общей системы охлаждения, а постоянный присмотр за ее уровнем доставляет массу хлопот. Избежать течи можно. Сейчас существует обширнейший набор жидких и порошкообразных герметиков для радиатора. Способ их применения всегда изложен на упаковке и очень прост. Самые хорошие герметики — американские, но европейские также не подкачают.
Системы охлаждения легковых автомобилей заполняются охлаждающими жидкостями — тосолом или антифризом, которые не замерзают при низких температурах окружающего воздуха. При отсутствии тосола при температуре воздуха выше 5 °С допускается применение чистой воды. Не редкость, что жидкость в радиаторе замерзает, особенно часто это случается в нижней части радиатора.
Чаще всего это происходит на продолжительных стоянках при сильном ветре и морозе, а также при движении автомобиля с малой нагрузкой и открытыми жалюзи. Определить, что у вашей машины замерзла в радиаторе вода, можно на ощупь. Степень нагрева в верхней части радиатора значительно больше, чем в нижней и средней частях.
При замерзании прекращается циркуляция воды в системе охлаждения, двигатель перегревается, из пароотводящей трубки интенсивно выходит пар. Самый простой способ растопить лед — поставить машину в теплое помещение на необходимое для этого время.
Если такой возможности нет, то можно обложить место со льдом тряпочками, смоченными в горячей воде, и поливать их кипятком.
Замерзание воды — это очень плохо, так как оно может привести к выходу из строя головки блока цилиндров.
Предотвратить замерзание воды в радиаторе можно, своевременно сливая воду из системы охлаждения при длительных стоянках, а также умело используя жалюзи и утеплительные чехлы.
Неисправность термостата — весьма неприятная поломка. Он автоматически поддерживает необходимый тепловой режим двигателя, а также способствует его более быстрому прогреву после пуска при низких температурах окружающего воздуха. Предположить, что термостат неисправен, можно при долгом прогревании двигателя до нормальной (85-95 °С) температуры.
Более точно определить поломку термостата можно только сняв его с двигателя. Можно внешним осмотром проверить и при необходимости удалить накипь, грязь, очистить маленькое отверстие в клапане. После этого опустите термостат в ванну с теплой водой, стоящую на газовой или электроплитке, и наблюдайте по термометру за повышением температуры воды и открытием клапана термостата. Клапан в исправном термостате должен полностью открываться при температуре воды 80-85 °С, а закрываться — при температуре воды не выше 68 °С.
При любом заедании клапана термостата или его механическом повреждении термостат нужно заменить.
Роль термостата велика, так как он обеспечивает быстрый прогрев двигателя после пуска при низких температурах воздуха и открывает большой круг системы охлаждения, спасая двигатель от перегрева при высоких.
Еще о неисправности термостата вам скажут следующие признаки:
— указатель температуры охлаждающей жидкости находится в красной зоне, а радиатор тем не менее остается холодным;
— зимой ухудшается обогрев салона. Что же делать, если термостат неисправен? • слейте охлаждающую жидкость; отвинтите крышечку;
Вначале с него удаляют накипь, грязь, очищают маленькое отверстие в клапане. Затем его проверяют нагреванием в воде, как указано выше. Замечу только, что клапан «Фольксвагена» и «Форда» при тех же температурах, при которых наши отечественные клапаны в термостатах уже открылись, только начинают об этом подумывать. Клапан термостата «Опеля» начинает открываться при 92 °С.
В некоторых автомобилях термостат можно проверить по изменению его размера при нагревании. После нагревания термостата до 100 °С его размер должен быть по меньшей мере на 7 мм больше размера до нагревания.
На некоторых легковых автомобилях впереди радиатора устанавливают жалюзи, с помощью которых водитель регулирует тепловой режим работы двигателя. Если жалюзи открываются неполностью, то уменьшается поток проходящего через радиатор воздуха. Двигатель в этом случае может перегреваться, что приводит к потере мощности и перерасходу топлива.
Если такое случилось с вашим автомобилем, то нужно проверить состояние и действие тяг управления жалюзи. Пластинки жалюзи не должны иметь вмятин и при полностью вытянутой рукоятке привода управления на себя должны быть’ плотно закрыты, а при крайнем переднем положении (рукоятка привода управления должна находиться в исходном положении) полностью открыты.
Из-за неисправной регулировки привода управления также могут не полностью открываться жалюзи.
Для того, чтобы отрегулировать привод управления жалюзи, нужно отвернуть винт крепления троса и установить в исходное положение рукоятку привода управления жалюзи, полностью открыть их, а затем затянуть винт крепления. После регулировки проверить полноту открытия жалюзи.
При засорении радиатора накипью, маслом, ржавчиной возникает ситуация, при которой радиатор теплый только в верхней части, и нижний шланг радиатора не прогревается. Замечу, что импортные пособия по авторемонту категоричны: сменить. Я понимаю, что этот вариант подходит лишь тем, кто ленив, и с присущей мне экономичностью советую промыть радиатор сильной струей воды, подавая ее в направлении, обратном обычной циркуляции охлаждающей жидкости, до тех пор, пока выходящая вода не станет чистой. Только, ради бога, снимите радиатор с двигателя, я об этом уже писал и не поленюсь еще раз. Если вы этого не сделаете, то весь сор попадет в рубашки охлаждения.