Заговор производителей: современные моторы обречены на перегрев

В девяностые и нулевые на наших дорогах часто можно было наблюдать автомобили с перегревшимся двигателем. Их было видно издалека по клубам пара из-под капота. В основном это были немолодые отечественные машины, а причина перегрева часто крылась в некачественных комплектующих: некондиционные термостаты, насосы охлаждающей жидкости, дефектные шланги и радиаторы. Двигатели теряли охлаждающую жидкость и закипали.

Современные автомобили куда надежнее, но и сложнее конструктивно. Перегрев в привычном понимании этого слова случается реже, но настолько внезапно, что водитель не успевает среагировать и что-либо предпринять, а последствия перегрева для мотора зачастую фатальны. Да и в целом нынешние моторы куда «горячее» предшественников.

Какая температура двигателя нормальная?

А что же нам показывает штатный указатель температуры? Начнем с того, что у части машин его просто нет. Таковы некоторые комплектации Kia Rio прошлого поколения, Nissan Note, Honda Jazz, Lada Granta первых годов выпуска и другие. Присутствует лишь индикатор перегрева, срабатывающий, как правило, слишком поздно. У других автомобилей очень условные индикаторы в виде «кирпичиков», управляемые бортовым компьютером. Информативность у таких указателей низкая. Например, у Лады Ларгус, будь температура антифриза 80°C или 105°C, на дисплее четыре «кирпичика».

Почему мотор греется?

В пробках, которые стали неотъемлемой частью нашей жизни, температура двигателя достигает 115–125°С.

Производители борются со слишком высокой рабочей температурой двигателя. Применяют форсунки охлаждения поршней маслом. Устанавливают теплообменники, через которые циркулируют и охлаждающая жидкость, и моторное масло. На начальном этапе прогрева температура антифриза растет быстрее и он нагревает масло. А при больших нагрузках полностью прогретого мотора масло охлаждается от более холодного антифриза. Без такого теплообменника масло охлаждалось бы лишь за счет обдува поддона двигателя, а этого зачастую недостаточно.

В чем опасность?

На все автомобили стали ставить очень тонкие, облегченные радиаторы. Теплоотдача их достаточна, пока все работает в штатном режиме, но как только радиатор засорится, он не сможет долго сдерживать температуру мотора в рабочем диапазоне. Все потому, что системы охлаждения современных моторов разработчики стараются сделать максимально эффективными, без какого-либо запаса. Раньше на 75-сильный движок приходилось порядка 10 литров тосола, а сейчас в 150-сильный мотор заливают чуть больше 5 литров. Например, в Ниву с карбюраторным мотором входило 10,7 л, а кроссоверу Hyundai Creta c 2-литровым мотором в систему заливают 5,7 л антифриза.

Чем меньше объем охлаждающей жидкости, тем быстрее изменится температура в системе. В случае какой-либо неисправности закипит сразу же.

А если капитально перегрел?

Если указатель температуры двигателя оказался в красной зоне, которая начинается после 120–125 °С, может случиться следующие:

• Задиры цилиндров. У современных моторов зазоры в паре поршень-цилиндр малы, а при перегреве обращаются в ноль и начинаются задиры. Ну а дальше последуют снижение показателей двигателя, прогрессирующий износ, масложор.
• Деградация масла. В условиях перегрева моторное масло теряет часть свойств, быстрее угорает, что может привести к масляному голоданию.
• Выход из строя резиновых и пластмассовых деталей двигателя. Быстрее дубеют сальники, что может вызывать повышенный расход масла; стареют пластмассовые детали мотора, что может вызвать их механическое разрушение.
• Выход из строя каталитического нейтрализатора. У перегретого двигателя растет и температура отработавших газов. Возможно оплавление керамических сот. Для предотвращения нужны более высококачественные материалы нейтрализаторов, а производители в стремлении сэкономить, напротив, применяют все более доступные и недолговечные конструкции.

Что может владелец?

• Следить за чистотой радиаторов. Это, пожалуй, самый действенный способ предотвратить перегрев. Мыть радиаторы следует не реже одного раза в год.
• Замена ОЖ не реже чем раз в 60 000 км. Конечно, это не столь важно с точки зрения теплообмена, но продлит срок службы узлов системы охлаждения.
• Некоторые производители автокомпонентов выпускают термостаты с разной температурой открытия. Например, для широко распространенного мотора К4М Renault есть термостаты на 82°С, а есть на 86°С. И разница, поверьте, очень заметна. Для автомобилей с очень напряженным тепловым режимом лучше подобрать термостат с более низкой рабочей температурой.
• Рекомендую установить точный цифровой термометр. Для машин без штатного прибора это обязательно. Можно использовать программу для смартфона в сочетании с прибором ELM 327, можно поставить отдельный прибор.

И еще в сильную жару можно скорректировать стиль езды для снижения теплонапряженности двигателя. Разгоняйтесь спокойнее, и температура не превысит расчетных значений. Если у вас механическая коробка передач, то чаще применяйте прием «торможения двигателем». При этом сгорание топливовоздушной смеси в моторе не происходит, а помпа продолжает интенсивно прокачивать охлаждающую жидкость. Так что температура двигателя снижается.

Более высокая рабочая температура современных двигателей обусловлена конструктивными особенностями, которые появились за последнее время. Как следствие, современный мотор легче перегреть. Это факт. Поэтому больше внимания следует уделять техническому обслуживанию машины, чтобы не допустить беды. Читай — дополнительных трат на ремонт или замену двигателя.

Есть ли в этом заговор автопроизводителей? Зависит от вашего мировоззрения.

• Почему моторы умирают раньше срока, читайте тут.

Фото: фирмы-производители, «За рулем», depositphotos

Датчик температуры: контроль температурного режима двигателя

В каждом автомобиле есть простой, но важный датчик, помогающий контролировать работу двигателя — датчик температуры охлаждающей жидкости. О том, что такое датчик температуры, какую он имеет конструкцию, на каких принципах основана его работа, и какое место он занимает в автомобиле — читайте в статье.

Что такое датчик температуры

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) — электронный датчик, предназначенный для измерения температуры охлаждающей жидкости (ОЖ) системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Данные, полученные с помощью датчика, используются для решения нескольких задач:

• Визуальный контроль температуры силового агрегата — данные с датчика выводятся на соответствующий прибор (термометр) на приборной панели в салоне автомобиля;
• Корректировка работы различных систем двигателя (питания, зажигания, охлаждения, рециркуляции отработанных газов и других) в соответствии с его текущим температурным режимом — информация с ДТОЖ подаются на электронный блок управления (ЭБУ), который вносит соответствующие корректировки.

Датчики температуры ОЖ используются во всех современных автомобилях, они имеют принципиально одинаковую конструкцию и принцип работы.

Типы и конструкция датчиков температуры

В современных транспортных средствах (а также и в различных электронных устройствах) используются датчики температуры, чувствительным элементом в которых выступает терморезистор (или термистор). Терморезистор (термистор) — полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого зависит от его температуры. Существуют термисторы с отрицательным и положительным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС), у приборов с отрицательным ТКС сопротивление падает с ростом температуры, у приборов с положительным ТКС — напротив, повышается. Сегодня чаще всего применяются термисторы с отрицательным ТКС, как более удобные и дешевые.

Конструктивно все автомобильные ДТОЖ принципиально одинаковы. Основу конструкции составляет металлический корпус (баллон) из латуни, бронзы или иного коррозионностойкого металла. Корпус выполнен таким образом, что его часть контактирует с потоком охлаждающей жидкости — здесь располагается термистор, который дополнительно может прижиматься пружиной (для более надежного контакта с корпусом). В верхней части корпуса располагается контакт (или контакты) для включения датчика в соответствующую цепь электросистемы транспортного средства. На корпусе также нарезана резьба и выполнен шестигранник под ключ для монтажа датчика в систему охлаждения двигателя.

Датчики температуры отличаются способом подключения к ЭБУ:

• Со стандартным электрическим разъемом — на датчике выполнен пластиковый разъем (или колодка) с контактами;
• С винтовым контактом — на датчике выполнен один контакт с зажимным винтом;
• Со штыревым контактом — на датчике предусмотрен один контакт в виде штыря или лопатки.

Датчики второго и третьего вида имею только один контакт, в роли второго контакта выступает корпус датчика, соединенный с «массой» электросистемы автомобиля через двигатель. Такие датчики чаще всего используются на коммерческих и грузовых автомобилях, на специальной, сельскохозяйственной и иной технике.

Датчик температуры ОЖ монтируется в самой горячей точке системы охлаждения мотора — в выпускном патрубке головки блока цилиндров. На современных автомобилях часто устанавливается сразу два или даже три ДТОЖ, каждый из которых выполняет свою функцию:

• Датчик термометра (указателя температуры ОЖ) — наиболее простой, имеет невысокую точность, так как он помогает лишь визуально оценить температуру силового агрегата;
• Датчик ЭБУ на выходе из головки блока — наиболее ответственный и точный датчик (с погрешностью 1-2,5°C), позволяющий отслеживать изменения температуры в несколько градусов;
• Датчик на выходе из радиатора — вспомогательный датчик невысокой точности, обеспечивающий своевременное включение и отключение электрического вентилятора охлаждения радиатора.

Несколько датчиков дают больше информации о текущем температурном режиме силового агрегата и позволяют надежнее контролировать его работу.

Принцип работы и место датчика температуры в транспортном средстве

В общем случае принцип работы датчика температуры прост. На датчик подается постоянное напряжение (обычно 5 или 9 В), на термисторе в соответствии с законом Ома (за счет его сопротивления) напряжение падает. Изменение температуры влечет за собой изменение сопротивления термистора (при росте температуры — сопротивление снижается, при понижении температуры — повышается), а значит, и падение напряжения в цепи датчика. Измеряемая величина падения напряжения (а точнее — фактическое напряжение в цепи датчика) как раз и используется термометром или ЭБУ для определения текущей температуры двигателя.

Для визуального контроля температуры силового агрегата в цепь датчика подключается специальный электрический прибор — логометрический термометр. В приборе используется две или три электрических обмотки, между которыми расположен подвижный якорь со стрелкой. Одна или две обмотки создают постоянное магнитное поле, а одна обмотка включена в цепь датчика температуры, поэтому ее магнитное поле изменяется в зависимости от температуры ОЖ. В результате взаимодействия постоянных и переменных магнитных полей в обмотках заставляет якорь проворачиваться вокруг оси, что влечет за собой изменение положение стрелки термометра на его циферблате.

Для контроля функционирования мотора на различных режимах и управления его системами показания датчика подаются на электронный блок управления через соответствующий контроллер. Измерение температуры производится по величине падения напряжения в цепи датчика, для этого в памяти ЭБУ присутствуют таблицы соответствия величины напряжения в цепи датчика и температуры двигателя. На основе этих данных в ЭБУ запускаются различные алгоритмы работы основных систем двигателя.

На основе показаний ДТОЖ осуществляется корректировка работы системы зажигания (изменение угла опережения зажигания), питания (изменение состава топливно-воздушной смеси, ее обеднение или обогащение, управление дроссельным узлом), рециркуляции отработавших газов и других. Также ЭБУ в соответствие с температурой двигателя устанавливает частоту вращения коленвала и другие характеристики.

Датчик температуры на радиаторе охлаждения работает аналогичным образом, с его помощью осуществляется управление электровентилятором. На некоторых автомобилях этот датчик может работать в паре с основным для более точного управления различными системами двигателя.

Датчик температуры играет важную роль в любом транспортном средстве с ДВС, в случае поломки его необходимо как можно скорее заменить — только в этом случае будет обеспечена нормальная работа силового агрегата на любых режимах.

Регулирование температурного режима двигателя с жидкостным и воздушным охлаждением

Дата публикации: 11 ноября 2017 г.

Регулирование охлаждения двигателя

Регулирование охлаждения двигателя необходимо для того, чтобы предотвратить переохлаждение двигателя при эксплуатации в зимнее время. Наиболее распространенный способ регулирования теплового режима двигателя с жидкостным охлаждением — это ограничение потока жидкости из рубашки двигателя в радиатор с помощью термостата. Чаще всего термостат — это металлический сильфон, наполненный легко испаряющейся жидкостью, например, спиртом. При достижении определенной температуры жидкость начинает кипеть, давление в сильфоне возрастает, и он начинает расширяться. Расширение сильфона используется для управления клапанами или заслонками, регулирующими поток воды через радиатор.

Однако более надежны в работе парафиновые термостаты , которые развивают большее усилие. В таких термостатах используется изменение объема парафина при изменении агрегатного состояния. При расплавлении объем парафина увеличивается, что используется для управления регулировочным устройством. Парафин заключен в замкнутом объеме, и регулировочный поршенек перемещает посредством гидравлического привода упругую диафрагму. Устройство такого термостата показано на рис. 1.

Рис. 1. Парафиновый термостат

1 — емкость с парафином; 2 — резиновая трубка; 3 — палец, входящий в резиновую трубку; 4 — тарель предохранительного клапана 5; при разогревании и расширении парафина резиновая трубка 6 сжимается и выталкивает палец 3.

Для того чтобы двигатель прогревался равномерно и его температурный режим был постоянным, охлаждающая жидкость должна постоянно циркулировать по замкнутому контуру. В этом случае термостат имеет два клапана. Один ограничивает поступление воды в радиатор, а другой одновременно открывает обходной канал. Система охлаждения с сильфонным термостатом показана на рис. 2. При использовании воды в зимнее время в качестве охлаждающей жидкости иногда приходится радиатор спереди дополнительно закрывать жалюзи или утеплительным кожухом.

Рис. 2. При регулировании охлаждения двигателя с помощью перепуска вместо перепускного клапана может быть установлен обратный клапан, поджатый несильной пружиной

1 — поступление воды из радиатора; 2 — отвод воды в радиатор.

В двигателях с воздушным охлаждением регулирование температурного режима осуществляется методом дросселирования потока набегающего воздуха с помощью жалюзи, установленного перед вентилятором или за ним (Фольксваген). Более выгодно использовать системы рециркуляции охлаждающего воздуха вокруг двигателя. Этим достигается более равномерный прогрев двигателя и подогрев впускного трубопровода. При этом поток воздуха от вентилятора не дросселирован. Дросселирование потока воздуха, нагнетаемого вентилятором, может привести к нарушению устойчивой работы вентилятора; при этом резко снижается его эффективность. Эксплуатация вентилятора на таких режимах крайне нежелательна, потому что при той же частоте вращения вентилятора и той же степени дросселирования вентилятор может иметь различную производительность в зависимости от того, уменьшается или увеличивается дросселированием расход воздуха. Принцип регулирования интенсивности охлаждения перепуском части воздуха использован на автомобиле Татра 603.

Производительность вентилятора прямо пропорциональна частоте вращения вентилятора. Однако при этом напор воздуха, создаваемый вентилятором, возрастает в квадратичной зависимости, а мощность, расходуемая на привод вентилятора, — в кубической. Если двигатель работает на максимальной частоте вращения или на частичной, например, в половину мощности, то для его охлаждения достаточно вдвое меньшего количества воздуха. Уменьшение производительности вентилятора дросселированием потока воздуха практически не скажется на потерях мощности двигателя на привод вентилятора. Если же вдвое снизить частоту вращения вентилятора, то мощность снизится на 7/8, что весьма существенно. Поэтому регулирование температурного режима двигателя изменением частоты вращения вентилятора является резервом увеличения экономичности двигателя. Однако для этого в процессе эксплуатации двигателя необходимо изменять передаточное отношение между валом двигателя и вентилятором, что трудно осуществить. В больших двигателях изменение передаточного отношения осуществляется с помощью клиноременных вариаторов или более дорогих гидростатических устройств.

Более дешевый способ изменения передаточного отношения — это использование гидродинамической муфты (рис. 3).

Рис. 3. Гидродинамическая муфта для изменения частоты вращения вентилятора в зависимости от теплового режима двигателя

В этом случае в привод вентилятора включена гидродинамическая муфта, которая полностью заполнена маслом и имеет проскальзывание 3%, а эффективность около 97%. Если температура двигателя снижается, то часть масла вытекает из муфты и ее проскальзывание увеличивается, частота вращения вентилятора соответственно снижается. В качестве рабочей жидкости в таких гидродинамических муфтах используется масло системы смазки двигателя, количество которого в муфте изменяется с помощью дроссельного клапана термостата. В периферийном участке кожуха муфты просверлено отверстие, через которое часть масла под действием центробежных сил вытекает из муфты и стекает в картер двигателя, где охлаждается. По мере охлаждения двигателя термостат дросселирует поток масла, поступающего в муфту, а поскольку сечение выходного отверстия остается постоянно большим, муфта, начинает освобождаться от части масла и ее проскальзывание увеличивается.

Еще более простой является система регулирования температуры двигателя включением и выключением вентилятора. Чаще всего это делается с помощью фрикционной муфты с электромагнитным управлением. Парафиновый термостат развивает достаточное усилие для срабатывания этой муфты. В некоторых случаях с помощью парафинового термостата осуществляют поворот лопаток вентилятора, изменяя угол атаки, от которого зависит производительность.

Для дросселирования потока масла можно использовать термостат с биметаллической пластиной. Он представляет собой две скрепленные пластины из металлов с различными коэффициентами теплового расширения. При увеличении температуры одна пластина расширяется и изгибается больше, чем другая, и этот изгиб используется для управления клапанами. При необходимости обеспечить большой ход дроссельного клапана устанавливают несколько пластин, что сделано, например, в термостате Дейц (рис. 4) для регулирования поступления масла в гидродинамическую муфту.

Рис. 4. Биметаллический термостат для регулирования расхода масла через гидромуфту вентилятора (Дейц)

1 — картер; 2 — биметаллическая вставка; 3 — регулировочный золотник.

При поперечной установке двигателя в автомобиле механический привод вентилятора осуществить значительно труднее, особенно если он расположен за радиатором. Поэтому в настоящее время часто применяют охлаждение двигателя скоростным напором воздуха; такая система охлаждения рассчитана на среднегодовые погодные условия в данной местности. При более жестких требованиях к системе охлаждения на двигатель устанавливают вспомогательный вентилятор, приводимый от электродвигателя, включаемого от термостата. Обычно это бывает при длинных подъемах или при большой жаре.

—>

—>

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

Другие материалы на сайте об автомобильных двигателях:
Двухтактный двигатель — принцип действия и устройство, преимущества и недостатки	Уход за двигателем автомобиля: главные моменты
Ремонт и диагностика дизельного двигателя	Причины перегрева двигателя автомобиля

Главная
Новые материалы на сайте.

Автосамоделки
Самодельные автомобили, прицепы, дачи, вездеходы, тюнинг авто.

Мотосамоделки
Самодельные мотоциклы, мопеды, скутеры, снегоходы.

Автосервис
Ремонт и обслуживание автомототехники. Советы по ремонту автомобиля.

Гараж
Гаражное оборудование, обустройство гаража.

Разное, советы автомобилистам
Советы бывалых и опытных автолюбителей.