Рабочее давление в расширительном бачке: какое должно быть и как проверить

Содержание

Почему в системе охлаждения двигателя повышенное давление

Вопрос касательно давления в системе охлаждения двигателя является достаточно частым, так как проблемы с указанной системой или нарушения в работе ее отдельных компонентов нередко приводят к перегреву двигателя, разрыву патрубков, шлангов, радиатора, расширительного бачка и т.д.

Простыми словами, часто от автолюбителей можно услышать, что шланг или бачок лопнул от высокого давления. В этой статье мы рассмотрим, как работает система охлаждения мотора, откуда в ней берется давление и почему оно образуется.

Содержание статьи

Какое давление в системе охлаждения двигателя
Советы и рекомендации

Какое давление в системе охлаждения двигателя

Итак, двигатели внутреннего сгорания являются тепловой машиной, то есть энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. При этом КПД двигателей данного типа (особенно бензиновых) достаточно низкий, так как полезная энергия в большой степени расходуется на нагрев и трение сопряженных деталей.

Что касается нагрева, двигатель нуждается в эффективном охлаждении. Если детали перегреются, зазоры между ними уменьшаются в результате температурного расширения. В том случае, когда силовой агрегат сильно перегрет, мотор попросту заклинивает.

Для отвода избыточного тепла в современных ДВС используется комбинированная система охлаждения, которая состоит из воздушной и жидкостной систем. В жидкостной системе реализована циркуляция специальной охлаждающей жидкости (тосол, антифриз) по каналам в блоке и ГБЦ.

Под воздушной системой следует понимать вентилятор системы охлаждения, который включается при определенном нагреве и охлаждает двигатель путем его обдува потоком воздуха. Что касается жидкостной системы, охлаждающая жидкость циркулирует в данной системе под определенным давлением.

Примечательно то, что давление внутри системы охлаждения создается не специально (принудительно), а является результатом особенностей работы данной системы. Кстати, для поддержания нормального температурного баланса для двигателя важно не давление, а нормальная циркуляция ОЖ по системе.

Так вот, охлаждающая жидкость в системе нагревается. От нагрева происходит расширение, уровень жидкости в системе поднимается. С учетом того, что жидкостная система является закрытой, не трудно догадаться, что с нагревом ДВС и самой жидкости антифриз/тосол сильно расширяется и увеличивается в объеме (до 20%). В результате образуется давление внутри.

Более того, герметичность и давление в системе позволяет повысить температуру кипения охлаждающей жидкости. Простыми словами, если при атмосферном давлении ОЖ или вода закипит при 100 градусах по Цельсию, то с учетом повышенного давления точка кипения сдвигается в большую сторону.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему двигатель греется, а радиатор холодный. Из этой статьи вы узнаете об основных причинах, по которым происходит перегрев мотора, при этом радиатор охлаждения не нагревается.

Например, давление в 1.5 атмосферы означает, что ОЖ закипит при 110 градусах, увеличение давления еще на 0. 5 атм. отодвинет точку кипения еще на 10 градусов и т.д. Если добавить, что в современных антифризах пакет присадок позволяет улучшить также свойства самой жидкости, температурой кипения нередко является отметка около 130-140 градусов при нужном давлении. Это позволяет увеличить температуру срабатывания термостата, делая моторы более «горячими», производительными и одновременно экологичными.

Идем далее. На разных двигателях рабочее давление внутри системы охлаждения может отличаться от 1.2 до 2.0 атм. или даже больше (другими словами, от 1.2 до 2.0 Бар). Данный показатель зависит от конструктивных особенностей ДВС, свойств самой ОЖ, температуры термостатирования и т.д. При этом давление создает сама жидкость при нагреве в замкнутом контуре.

При этом избытки давления сбрасывает в атмосферу специальный клапан, который находится в крышке расширительного бачка. Обратите внимание, важно понимать, что от данного клапана и общей герметичности самой системы напрямую зависит ее работоспособность и эффективность охлаждения мотора.

Простыми словами, если система герметична, клапан контролирует давление внутри системы, не допуская образования избыточного давления, что и препятствует разрыву патрубков, радиатора или самого расширительного бачка и т.п.

Еще одной функцией крышки бачка является выравнивание давления после того, как двигатель заглушен и ОЖ начинает остывать. Уровень остывающей ОЖ понижается, во время остывания в закрытой системе неизбежно образуется разрежение. Вполне очевидно, что это также приведет к проблемам. Чтобы выровнять давление, клапан в крышке расширительного бачка открывается, через него происходит забор наружного воздуха.

Советы и рекомендации

Итак, если в процессе эксплуатации ТС было замечено, что антифриз выдавливает в каком-либо месте, частой причиной является избыточное давление в системе охлаждения двигателя. При этом если явной течи антифриза нет, тогда диагностику необходимо начинать с крышки расширительного бачка.

Особенно часто проблемы с крышкой проявляются таким образом, что антифриз или тосол выдавливает из-под самой крышки (как при работе горячего ДВС, так и после остывания силовой установки). Также частой ситуацией является такая, когда в результате нарушения давления в системе срывает какие-либо патрубки или шланги.

Напоследок отметим, что подсос воздуха в системе охлаждения, а также попадание газов из камеры сгорания в расширительный бачок являются достаточно распространенными неисправностями, которые также нарушают работоспособность жидкостной системы охлаждения и часто становятся причинами снижения уровня ОЖ и перегрева двигателя.

Как правило, нарушение герметичности по причине недостаточно затянутых хомутов на патрубках, трещины шлангов и патрубков и т.д. приводят к тому, что рабочее давление в системе охлаждения понижается и антифриз начинает кипеть. Это часто сопровождается бурлением в расширительном бачке.

Если же газы из цилиндров попадают в систему, нередко происходит критическое повышение давления, в результате чего давит тосол или антифриз, патрубки или радиатор может попросту разорвать. В этом случае частой причиной оказывается пробитая прокладка ГБЦ, трещины в самом блоке или головке блока цилиндров.

Для чего нужно давление в системе охлаждения?

Главная
Статьи
Для чего нужно давление в системе охлаждения и нужно ли оно вообще

Автор: Евгений Балабас

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?

Ваш голос

Всего голосов:

практика

Новые статьи

Статьи / Интересно 5 причин покупать и не покупать Toyota Land Cruiser Prado 150 С Prado у нас сложилась немного странная ситуация: вроде бы его называют «крузаком для бедных», а с другой стороны, цены на эти автомобили никак не назовёшь низкими (причём в большей степени… 6390 4 2 14. 05.2023

Статьи / История За 500: вспоминаем все попытки создать народный российский автомобиль Так называемый «народный автомобиль» – это вечная тема мирового автопрома ХХ века. Ford T, Volkswagen Beetle, Citroёn 2CV, Renault 4, Fiat 500 – как говорится, имя им легион. У нас на роль «… 776 0 2 13.05.2023

Статьи / Практика Как автохимия позволяет экономить на обслуживании автомобиля В обслуживании автомобиля можно строго следовать рекомендациям автодилера, и автомобиль точно доездит до конца гарантийного срока. А что дальше? При правильном обслуживании и грамотном уходе… 709 0 0 12. 05.2023

Максимальное давление в расширительном и компрессионном баках – часть 5

В последней статье в «Monday Morning Minutes» Р. Л. Деппманн был представлен расчет холодного давления наполнения, необходимый для расчета расширительного бака. Еще одна необходимая информация – это максимальное давление в резервуаре.

Максимальное давление в гидравлической системе зависит от ряда переменных. Давайте рассмотрим несколько примеров, чтобы сделать вывод. На этой неделе мы рассмотрим первый пример.

ПРИМЕР ПЕРВЫЙ: На рисунке 1 показана однолинейная схема системы отопления с котлом и насосной системой. Предположим, у нас есть одноэтажное здание, а система отопления имеет высоту всего 15 футов и температуру подачи 180 градусов. Предположим также, что производительность насоса составляет 100 галлонов в минуту на высоте 80 футов. Мы выбрали серию Bell and Gossett 80-2X2X9..5 рядный насос с неперегружаемым двигателем мощностью 5 л.с.

Из статьи, опубликованной на прошлой неделе, мы знаем, что минимальное давление холодного наполнения составляет 10,5 фунтов на квадратный дюйм изб. Поскольку клапан регулирования давления B&G B7-12 на заводе настроен на 12 фунтов на кв.

B&G PRV B7-12

Предположим, что котел оснащен предохранительным клапаном на 30 фунтов на квадратный дюйм. Предохранительные клапаны B&G ASME не открываются при заданном давлении, вместо этого они «плачут» непосредственно перед тем, как переключатель настройки имеет то преимущество, что сводит потери воды к минимуму, когда мы приближаемся к заданному давлению. Мы возьмем давление сброса 30 фунтов на кв. дюйм и вычтем 10%, чтобы получить максимальное давление для размера резервуара, что даст нам 27 фунтов на кв. дюйм.

Посмотрим, что происходит на нагнетании насоса. Максимальный перепад давления, который может создать насос, составляет 90 футов или около 39 фунтов на квадратный дюйм при отключении. Если максимальное рабочее давление в баке составляет 27 фунтов на кв. дюйм, а максимальное давление, которое может добавить насос, составляет 39 фунтов на кв. дюйм, то максимальное давление в системе на выходе насоса составляет 66 фунтов на кв. дюйм.

Почему мы сделали этот последний расчет? Большинство коммерческих и промышленных систем имеют рабочее давление от 125 до 150 фунтов на квадратный дюйм. 66 фунтов на квадратный дюйм явно меньше, чем эти давления; следовательно, это нормально. Что произойдет, если за насосом будет находиться оборудование с максимальным давлением 60 фунтов на квадратный дюйм? Ваша конструкция с манометрическим давлением 66 фунтов/кв. Вы узнаете об этом через много времени после того, как оборудование будет куплено и установлено. Это досадная и дорогостоящая ошибка. Я предлагаю вам взять за привычку всегда рассчитывать и записывать максимальное давление на выходе из насоса.

Отказ от ответственности: R. L. Deppmann и ее аффилированные лица не несут ответственности за проблемы, вызванные использованием информации на этой странице. Хотя информация исходит из многолетнего опыта и может быть ценным инструментом, она может не учитывать особые обстоятельства в вашей системе, и поэтому мы не можем нести ответственность за действия, которые являются результатом этой информации. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Архивы – Щелкните здесь, чтобы просмотреть предыдущие статьи

Все, что вам нужно знать о гидробаках

Важно знать все входы и выходы вашего гидробака. От того, как это работает до различных компонентов, знание основ может помочь вам определить, когда может возникнуть проблема, и когда вам может понадобиться обратиться за помощью к профессионалам.

Мы рассмотрим, как работают напорные баки, а также настройки, которые вам нужно будет проверить, чтобы они работали должным образом.

Что такое резервуар высокого давления и как он работает?

Напорный бак скважины поддерживает давление воды в доме и продлевает срок службы скважинного насоса. Каждый раз, когда открывается кран, из вашего колодца требуется вода. Резервуары под давлением содержат количество воды, необходимое для удовлетворения потребностей дома, прежде чем включить скважинный насос.

Резервуар высокого давления работает за счет использования сжатого воздуха для создания давления воды. Колодцы сами по себе не имеют положительного давления. Это означает, что скважины нуждаются в системе хранения воды, которая также может создавать воду под давлением. Это делается с помощью воздушных камер.

Напорный бак является важной частью любой скважинной системы. Это гарантирует, что в вашем доме всегда будет достаточно воды. Напорные баки также защищают ваш насос от коротких циклов. Если бы у вас не было резервуара с колодцем, насос включался бы и выключался каждый раз, когда кто-то открывал кран.

Важно позаботиться о напорном баке скважины, потому что замена скважинных насосов может быть дорогостоящей. Своевременное техническое обслуживание и знание признаков проблемы помогут вам не тратить слишком много денег в будущем.

Как настроить гидробак скважины?

Правильная настройка резервуара-колодца важна, если вы хотите, чтобы он правильно выполнял свою работу. Вы хотите установить в скважинном резервуаре давление на 2 фунта на кв. дюйм ниже точки срабатывания реле давления. Это число изменит расходы на настройку давления в вашем резервуаре. Большинство колодцев устанавливаются на 30/50. Это означает, что давление включения скважинного насоса составляет 30 фунтов на квадратный дюйм. Это означает, что давление в резервуаре должно быть установлено на уровне 28 фунтов на квадратный дюйм. Если ваш резервуар настроен на реле давления 40/60, вы должны установить резервуар скважины на 38 фунтов на квадратный дюйм. Это легко понять, если вы знаете настройки давления в вашем резервуаре.

Вы также заметите, что в обеих ситуациях существует разница в 20 фунтов на квадратный дюйм между давлением включения и давлением отключения. Так должно быть всегда, независимо от цифр. Если зазор слишком велик, ваш скважинный насос будет постоянно работать. Когда цифры слишком близки, резервуар не сможет хранить достаточно воды для удовлетворения ваших потребностей. Это означает, что вода может перестать течь, пока вы моете посуду или принимаете душ.

Как проверить давление в резервуаре скважины

Большинство пользователей четко укажут настройку давления на переключателе. Но, если вы не уверены, есть простой способ выяснить это. Когда бак наполнится, включите кран в своем доме. По мере цветения воды давление в баке будет постепенно снижаться. Если вы заметили, что насос включается при давлении 30 фунтов на квадратный дюйм, то, скорее всего, ваш бак настроен на 30/50. Если ваша помпа включается на 40, ваш переключатель, вероятно, установлен на 40/60.

Вы можете перепроверить это, выключив кран и подождав, пока колодезный насос отключится. Проверьте датчик давления, чтобы увидеть, где он находится. Это даст вам второе число в вашей настройке. Надеюсь, они должны отличаться на 20 фунтов на квадратный дюйм для настроек 30/50 или 40/60.

Как изменить настройки гидробака

Если настройки давления не соответствуют вашим потребностям, вы можете изменить их. Вот несколько простых шагов, чтобы выполнить работу правильно:

Слейте воду из бака, чтобы внутри не осталось воды.
Найдите реле давления и снимите крышку
Используйте гаечный ключ для регулировки настроек давления. Поворот гайки переключателя по часовой стрелке обычно повышает давление, а поворот против часовой стрелки снижает его. Обратитесь к руководству пользователя, чтобы определить, так ли это, и есть ли два разных регулятора или только один, который будет повышать или понижать давление. Убедитесь, что вы делаете регулировки так, чтобы всегда был перепад 20 фунтов на квадратный дюйм.
Сбросить давление в резервуаре в скважине. Необходимо убедиться, что давление в резервуаре соответствует новым настройкам

Что бы вы ни делали, никогда не устанавливайте настройку давления отсечки выше 60 фунтов на квадратный дюйм. Это может привести к повреждению трубы, а также к повреждению выключателей и фитингов. Любая такая поломка может привести к очень дорогостоящему ремонту. По тем же причинам никогда не следует устанавливать отсечку ниже 20 фунтов на квадратный дюйм.

Почему из воздушного клапана выходит вода?

Вода, выходящая из воздушного клапана, никогда не бывает хорошей. Обычно это означает, что мочевой пузырь в системе разорвался, и вам необходимо заменить гидробак скважины. Со временем мочевой пузырь расширяется и сжимается, когда помпа включается и выключается. Это может привести к перенапряжению и небольшим негерметичностям мочевого пузыря.