Аби температура була в нормі

Температура газів у циліндрах двигуна, що працює, досягає 1800–2000°С. Частина теплоти, що виділяється (для карбюраторних двигунів — 21–28%, для дизелів — 29–42%), перетворюється на корисну роботу, а частина (12–27% — для карбюраторних двигунів, 15–25% — для дизелів) відводиться системою охолодження.

У разі перегрівання двигуна внаслідок недостатнього відведення теплоти його потужність зменшується, а витрата палива, навпаки, збільшується. Крім того, це може призвести до заклинювання поршнів, обгоряння  головок клапанів, вигорання мастила, виплавляння вкладок підшипників, руйнування поверхні шийок  колінчастого вала.  Крім того, в карбюраторному двигуні може виникнути детонація. 

За переохолодження двигуна внаслідок втрати теплоти його потужність знижується, збільшуються втрати  на тертя через загусання оливи, частина робочої суміші конденсується, змиваючи мастило зі стінок циліндра. Як наслідок — підвищується корозійне спрацювання стінок циліндрів через утворення на них сірчаних і сірчистих  сполук. 

Система охолодження призначена для примусового відведення від деталей зайвої теплоти та передачі її навколишньому повітрю. В результаті цього створюється певний температурний режим, за якого двигун не  перегрівається й не переохолоджується, тобто забезпечується нормальний перебіг робочого циклу. 

У сучасному машинобудуванні в тракторних та автомобільних двигунах успішно застосовують дві системи  охолодження: рідинну (здебільшого) і повітряну  (рідше). Найчастіше двигуни оснащують рідинною системою  охолодження закритого типу з циркуляцією охолоджувальної рідини за допомогою водяного насоса.  Оптимальний тепловий режим роботи двигуна створюється за температури охолоджувальної рідини  80–95°С. Такий температурний режим забезпечує нормальну роботу двигуна й не має бути змінений залежно від температури навколишнього повітря та навантаження на двигун. 

Проте збереження температурного режиму двигуна залежить не тільки від конструкції системи  охолодження відкритого або закритого типу, а й власне від характеристик охолоджувальної рідини. Відкрита  система охолодження безпосередньо сполучається з навколишньою атмосферою, а закрита, яку застосовують у сучасних двигунах нечасто, — через спеціальні клапани в кришці радіатора або розподільного бачка. В закритих  системах охолодження підвищується температура кипіння охолодженої рідини й вона менше випаровується.  Крім того, циркуляція рідини примусова. Як охолоджувальну рідину використовують воду або антифризи, лужні розчини етиленгліколю,  в тому числі «Тосол- А40» і «Тосол- 65» з температурою замерзання не вище -40° та -65°С відповідно. Потрібна інтенсивність охолодження досягається за допомогою охолоджувальних радіаторів,  вентилятора та рефлектора. 

Що робити, або не  закипіти… 

Несправностями системи охолодження є: порушення герметичності; збій у роботі термостата;  забруднення радіатора; відкладення накипу в сорочці охолодження, послаблення паса вентилятора тощо.  Нормальна температура охолоджувальної рідини — в межах 80–97°С. Допускається короткочасне (не більше ніж упродовж 5 хв) підвищення температури води до 105°С. Схильність двигуна до перегрівання, особливо за середніх і знижених навантажень, є ознакою погіршення циркуляції рідини в системі або наявності накипу. 

За перегрівання двигуна насамперед зменшується наповнення циліндрів свіжим повітрям (робочою  сумішшю), що збільшує рівень вигоряння картерного масла і зумовлює утворення сажі, як результат — інтенсивніше спрацьовуються деталі. Пробка заливної горловини радіатора (або розширювального бачка) має спеціальний пароповітряний клапан для регулювання тиску в системі охолодження. Пароповітряний клапан  перепускає пару в атмосферу за набрання тиску в системі, який перевищує атмосферний більш ніж на 0,5 МПа, а повітряний клапан перепускає повітря в радіатор за розрідження тиску до рівня 0,01 МПа і більше. Інколи  причиною передчасного виходу з ладу охолоджувальної системи якраз і є саме цей клапан, за технічним станом  якого — чи то через незнання, чи через нехтування — рідко хто стежить. 

Щільність системи охолодження, а також технічний стан клапанів пробки радіатора визначають за допомогою приладу, який складається з насоса для накачування повітря в радіатор, манометра визначення тиску  в системі охолодження і перехідників для під’єднання приладу до заливної горловини та пробки радіатора. Щоб випробувати систему охолодження, прилад установлюють на горловину радіатора замість знятої пробки. 

Випробовують систему на непрацюючому і працюючому двигуні. У першому випадку насосом приладу  створюють надлишковий тиск на рівні 0,06–0,07 МПа, під дією якого охолоджувальна рідина через наявні  нещільності починає проникати назовні. Виявлені нещільності усувають. У другому випадку випробування  проводять на найменших обертах холостого ходу двигуна. Відхилення стрілки манометра вказуватиме на внутрішні втрати охолоджувальної рідини в системі. Причиною їх, в основному, є несправності прокладки головки  циліндрів. Під час роботи двигуна охолоджувальна рідина в радіаторі має бути на рівні не нижче як 50–80 мм від краю заливної  горловини. За потреби коригування цього рівня доливати її потрібно під час роботи двигуна. 

Якщо  водяна  помпа  приводиться  в  дію за допомогою  гумових  пасів, то  обов’язково  слід контролювати  їхній  натяг  застосуванням  спеціальних  приладів  (КИ-13918 або КИ-8920 тощо).  Перед  вимірюванням  установлюють  сектори,  повзун  покажчика  навантаження  — у вихідне положення.  Потім  шток опорної  поверхні  встановлюють  на середину  контрольованої  нитки  паса  і натискають  на корпус  до одержання  заданого  зусилля,  показник  якого  відображається  на шкалі. Нормальні  зусилля  на пас вентилятора  — 40–60 Н,  вигин  паса  — 10–15 мм. 

Перевірку герметичності водяної сорочки проводять за температури охолоджувальної рідини 80–85°С. Для  цього знімають форсунку (свічку запалювання) з двигуна, поршень контрольованого циліндра встановлюють у  верхню мертву точку (ВМТ) на такт стискування, вмикають передачу і подають стиснене повітря (під тиском 0,45–  0,5 МПа) у камеру згоряння. Якщо в головці або блоці двигуна наявні тріщини, є пошкодження прокладки головки  циліндрів, а також ущільнення гільз, то з води в заливній горловині радіатора виходитимуть пухирці повітря (або в  піддоні картера з’явиться вода). Герметичність з’єднань контролюють під тиском повітря на рівні 0,15 МПа, яке  подають через спеціальний (ущільнювальний) пристрій у заливну горловину радіатора. Падіння тиску не має перевищувати 0,01 МПа протягом 10 с. 

Перевірку стану термостата провадять так: його знімають з двигуна та разом з контрольним термометром  занурюють у посудину з водою, яку підігрівають. Клапан термостата починає відкриватися за температури води  68–70°С, а повністю — за 83–84°С. Несправний термостат замінюють новим. 

Також не слід забувати про перевірку радіатора на охолоджувальну спроможність. За різниці температури  охолоджувальної рідини у верхньому і нижньому бачках менше ніж 10°С радіатор потрібно замінити або очистити. 

Під час проведення ЩТО перевіряють рівень охолоджувальної рідини в радіаторі. Для заправляння  системи охолодження використовують чисту та м’яку воду, наприклад дощову чи снігову. Жорстку воду, перед  тим як заливати в систему, потрібно кип’ятити впродовж 30–40 хв, після чого відстояти. Для зменшення  утворення накипу рекомендують не замінювати воду в системі охолодження, якщо в цьому немає потреби. Злиту  воду доцільно використовувати для наступного заливання системи. 

Узимку для заправляння системи охолодження використовують антифризи марки 40 (за температури  повітря не нижче як -35°С) та антифриз марки  65 (за нижчих температур). Оскільки етиленгліколь, що входить до  складу антифризу, має високий коефіцієнт об’ємного розширення, кількість охолоджувальної рідини, яку заливають, має бути на 5–7% меншою від місткості системи охолодження. 

Під час ТО системи охолодження звертають увагу на з’єднання трубопроводів, стан серцевини радіатора;  перевіряють, чи не потрапляє охолоджувальна рідина в масло (або навпаки). Періодично очищають радіатор від  пилу та рослинних решток (соломи, полови). 

За проведення  сезонного  ТО системи  охолодження  промивають  водою.  Для цього  охолоджувальну  рідину  зливають  відразу  після зупинки  двигуна.  А коли  він охолоне,  через  систему  пропускають  50–60 л чистої  води  за  відкритих  кранів у радіаторі та блоці  циліндрів і знову  заповнюють  охолоджувальною  рідиною. 

Якщо в системі охолодження відклалася значна кількість накипу, для промивання використовують розчин,  що містить 750–800 г каустичної соди та 250 г гасу на кожні 10 л води або 1 кг кальцинованої соди та 500 г гасу  на 10 л води. Заповнивши систему охолодження промивним розчином, запускають двигун та прогрівають його  протягом 10–15 хв за середньої частоти обертання колінчатого вала. Потім розчин на 10–12 год залишають у системі, після чого знову прогрівають двигун, зливають промивний розчин і ретельно промивають систему  чистою водою.

Сучасні двигуни, які встановлюють на автомобільну й тракторну техніку, — високотехнологічні,  в  зв’язку з чим потребують використання спеціальних охолоджувальних рідин, до складу яких входить  етиленгліколь і присадки. Завдяки останнім уся поверхня системи охолодження покривається захисною  антикорозійною плівкою. Якщо ж для охолодження цих двигунів використовувати звичайну воду, то це може  призвести до корозії металу й передчасного виходу з ладу системи охолодження і насамперед — помпи. Ще один важливий нюанс: у жодному разі не можна розбавляти цю охолоджувальну рідину водою — така суміш кородує в набагато більшому ступені, ніж якби замість охолоджувальної рідини була залита звичайна вода. Зрештою це негативно позначиться загалом на системі охолодження. 

Середній термін служби охолоджувальної рідини — один-два роки за інтенсивної експлуатації. Визначити  час настання потреби її заміни можна візуально, за її зовнішнім виглядом: стандартний розчин — маслянистий,  слизький на дотик, з притаманними йому запахом і яскравим кольором. Якщо ж розчин став рідким, змінився його  запах, а колір став рудим або бурим — негайно міняйте його. Зміна забарвлення охолоджувальної рідини на рудий колір пов’язана з появою іржі в системі охолодження або ж є наслідком перегрівання двигуна. 

С. Карабиньош,  А. Новицький,  Ю. Новицький 

Журнал «Пропозиція», №11, 2017 р.