Естественно, не все не так просто, как кажется на первый взгляд. Чтобы охлаждающая жидкость не закипала в двигателе, производители добавили несколько устройств. В их число входят: водяной насос, который заставляет охлаждающую жидкость двигаться внутри мотора: вентилятор и радиатор для охлаждения жидкости; герметичная крышка радиатора, замедляющая процесс кипения; термостат, помогающий быстро набирать и удерживать нужную температуру; и, наконец, антифриз, поднимающий температуру кипения и не позволяющий двигателю ржаветь, а воде замерзать зимой. Сложите все это вместе, и вы получите систему охлаждения автомобиля (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Система охлаждения
Система охлаждения высокоэффективна. Обычно для ее поддержания не требуются какие-то дополнительные работы — только бдительное наблюдение за утечкой и редкая проверка или замена охлаждающей жидкости. Эта глава посвящена детальному рассмотрению этой системы. В главе 14 "Как уберечь машину от перегрева" рассказывается, что делать, если машина перегрелась, как ее обслуживать, искать неисправности системы охлаждения и выполнять простые ремонтные работы. А в главе 21 "Что делать, если автомобиль стал и ни с места" собраны подсказки, которые помогут выбраться из затруднительного положения, если машина перегрелась в дороге.
Радиатор
Когда горючая смесь воспламеняется в цилиндрах, температура внутри двигателя достигает нескольких тысяч градусов. Для плавления железа нужна всего половина этой температуры, и, если бы его не охлаждать, ваш двигатель через 20 минут стал бы бесполезной грудой металла. Естественно, жидкость (охлаждающая жидкость или вода), циркулирующая в блоке цилиндров двигателя вокруг цилиндров, становится очень горячей и поэтому постоянно возвращается в радиатор, где охлаждается, прежде чем снова поступит на арену действия.
Радиатор создан таким образом, чтобы быстро охлаждать жидкость, пропуская ее через большую поверхность охлаждения. Жидкость попадает в радиатор через верхний шланг, который обычно подсоединяется (вы, конечно же, угадали) к верхней части радиатора (см. рис. 8.1). Опускаясь, жидкость проходит по трубкам внутри радиатора, которые охлаждаются воздухом, проходящим через охлаждающие ребра между трубками. Охладившись, жидкость покидает радиатор через нижний шланг (полная неожиданность). В этом шланге обычно есть пружина, не дающая ему сплющиваться, когда насос выкачивает охлаждающую жидкость из радиатора. (Если он все-таки сплющился, найдите в главе 14 "Как уберечь машину от перегрева" инструкции по его замене).
Дополнительные шланги
Предусмотрены также шланги меньшего диаметра, ведущие от двигателя к теплообменнику (подробнее об этом — в конце главы). В автомобилях некоторых марок есть маленький обводной шланг возле термостата (речь о нем пойдет ниже, в разделе "Термостат"). Эти шланги - важная часть системы охлаждения, так как они созданы для переброски жидкости от одного узла к другому.
Охлаждающая жидкость
Чтобы вода в системе охлаждения не закипала и не замерзала, ее смешивают с охлаждающей жидкостью (которую ради краткости я называю антифризом).
Чаше всего антифриз содержит около 95% этиленгликоля — химического препарата, не дающего воде замерзать, даже при крайне низких температурах. (Этиленгликоль токсичен, но существуют нетоксичные антифризы, содержащие вместо него пропиленгликоль. Об этом говорится в главе 14 "Как уберечь машину от перегрева"). Кроме этиленгликоля в антифризе содержатся ингибиторы ржавчины, коррозии и вспенивания, поэтому антифриз не только поддерживает воду в жидком состоянии — он к тому же предотвращает образование ржавчины на металлических поверхностях двигателя и радиатора, смазывает водяной насос и не дает жидкости вспениваться, циркулируя по системе. С начала 1960-х годов автопроизводители разработали системы охлаждения машин, предназначенные для 50%-ной смеси этиленгликоля и воды, что обычно считается правильной пропорцией охлаждающей жидкости и воды для систем охлаждения.
Для современных двигателей требуется специальный антифриз, не разъедающий алюминиевые детали. Также некоторые производители используют антифриз нового типа, который служит в два раза дольше, чем другие охлаждающие жидкости.
Если ваша система охлаждения работает правильно, вам не надо доливать в нее жидкость. В главе 3 "Профилактическое обслуживание — ежемесячное ТО" говорилось, как определить уровень и состояние жидкости в системе, а в главе 14 "Как уберечь машину от перегрева" — как долить жидкость или слить ее и залить новую.
Система с расширительным бачком
Для расширения объема охлаждающей жидкости используется обычный прозрачный пластиковый бачок с двумя маленькими шлангами, выходящими из крышки (рис. 8.2). Один шланг идет в радиатор, а другой служит переливной трубкой бачка. В бачке хранится дополнительный запас жидкости на случай, если ее уровень немного снизится.
Рис. 8.2. Система с расширительным бачком
Когда жидкость в системе охлаждения нагревается и ее уровень начинает повышаться, ее излишки выталкиваются в расширительный бачок, а не сливаются на землю через переливной патрубок радиатора. Когда система остывает и давление снижается, жидкость поступает из бачка обратно в радиатор. Это не только экономит антифриз, но и сохраняет окружающую среду от вредных выбросов и защищает детей и животных от дегустации токсичных луж.
У некоторых современных машин герметичные бачки. В таких случаях герметичную крышку радиатора вы найдете на бачке, а не на радиаторе.
Обычно системы с расширительным бачком герметичны, но вы всегда можете проверить уровень жидкости и долить ее при необходимости, открыв крышку бачка. Для проверки уровня жидкости в системе достаточно взглянуть, достигает ли она отметки сбоку бачка. (Инструкции по безопасному доливу жидкости в герметичную сие тему приведены в разделе "Проверка и доливка охлаждающей жидкости в систему с расширительным бачком" главы 14 "Как уберечь машину от перегрева").
Герметичная крышка радиатора
Чтобы повысить температуру кипения жидкости, вся система охлаждения находится под давлением. Обычно это давление составляет от 48 до 110 кПа (килопаскалей). Как известно из курса физики средней школы при увеличении давления поднимается температура кипения жидкости. Сочетание давления и применение антифриза позволяет увеличить температуру кипения до 110° и выше, как в некоторых новых машинах.
Для сохранения давления в системе и удобства долива жидкости в системе охлаждения предусмотрена съемная герметичная крышка. Она находится либо на заливной горловине радиатора, либо на расширительном бачке.
В крышке есть два клапана: один запорный, а другой - вакуумный. Запорный клапан поддерживает определенное давление жидкости в системе. Вакуумный клапан позволяет жидкости возвращаться из расширительного бачка в радиатор после остывания двигателя.
Если у вас нет расширительного бачка
Практически все современные автомобили оборудованы расширительными бачками Если в вашей машине нет такого бачка и она часто перегревается, особенно если вы пользуетесь кондиционером в жаркий день, вы увидите жидкость, капающую из-под машины. Эта жидкость обычно имеет зеленый цвет, а иногда в ней образуется пена - это охлаждающая жидкость, выливающаяся из переливной трубки радиатора. Эта жидкость очень токсична, поэтому тщательно ее утилизируйте, следуя инструкциям из главы 14.
Когда двигатель нагревается, давление в системе возрастает. Если это давление больше давления, которое способна выдержать крышка, и у вас нет расширительного бачка, то жидкость проходит через крышку и выходит через переливной патрубок возле заливной горловины. Эта трубка позволяет машине безопасно "выпустить пар". Конечно, если такой перелив происходит часто, машина теряет много жидкости и уровень в системе значительно снижается. Если все время доливать в систему обычную воду, снижается концентрация антифриза. Чтобы решить эту проблему, купите и установите расширительный бачок самостоятельно, следуя инструкциям, приведенным во врезке "Установка расширительного бачка" главы 14 "Как уберечь машину от перегрева".
Крышки относительно недороги, но если у вас неисправная крышка или крышка другого типа, вы будете поражены количеством проблем, которые она способна создать. Например, износ прокладки (резиновое кольцо) внутри крышки приводит к снижению давления в системе, что снижает температуру кипения охлаждающей жидкости. Если крышка неисправна, то современная система охлаждения, предназначенная для работы при температурах выше 100°, заправленная антифризом, даже в идеальном состоянии будет закипать. Кипящая жидкость направится в расширительный бачок, и двигатель будет периодически перегреваться. Это может вызвать проблемы в дороге, перегрев и поломку двигателя.
Чтобы быстрее охладить двигатель, который перегрелся в пути, воспользуйтесь рекомендациями из главы 21 "Что делать, если автомобиль стал и ни с места". В разделе "Что делать при хроническом перегреве" главы 14 "Как уберечь машину от перегрева" предлагается решение других проблем, вызванных перегревом.
Машины чаще всего оборудованы безопасной крышкой, на которой есть рычажок, стравливающий давление перед ее съемом, но в некоторых старых машинах он отсутствует. Если у вас одна из таких крышек, немедленно замените ее безопасной, чтобы не обжечься при снятии крышки, когда в системе повышено давление.
Вентилятор
Когда вы весело и беззаботно едете по шоссе, для охлаждения двигателя достаточно потока воздуха, проходящего через ребра радиатора, но, когда машина стоит или ползет в плотном потоке движения, поступление свежего воздуха будет ограничено. Поэтому за радиатором устанавливается вентилятор, расположенный таким образом, чтобы обдувать воздухом радиатор (см. рис. 8.1). Радиатор закрывается пластиковым кожухом, который усиливает поток воздуха, проходящего через радиатор. А у некоторых спортивных машин есть специальные воздушные заслонки, направляющие воздух к радиатору снизу.
Изначально вентилятор постоянно приводился в движение ремнем при работе двигателя. Теперь же во многих автомобилях используется термомуфта, которая автоматически отключает вентилятор, если температура воздуха, попадающая на нее, ниже заданной. Такой подход позволяет уменьшить нагрузку на двигатель на высоких скоростях и сэкономить топливо, которое ушло бы на вращение вентилятора. У многих автомобилей с поперечно расположенным двигателем установлены электрические вентиляторы, которые могут продолжать работать какое-то время после выключения двигателя. В главе 14 приводятся инструкции по регулировке и замене ремня привода вентилятора и других вспомогательных ремней.
Водяной насос
Водяной насос (рис. 8.3) выкачивает жидкость из радиатора через нижний шланг и направляет ее в двигатель, где она циркулирует по водяной рубашке вокруг камер сгорания в цилиндрах и других точек, подвергающихся повышенному нагреву. Некоторые насосы работают от вспомогательного приводного ремня, а в части верхнеклапанных двигателей насос работает от ремня привода распределительного вала.
Рис. 8.3. Водяной насос
Если ваш насос работает от ремня привода распределительного вала, то он скрыт за пластмассовым кожухом ремня.
Термостат
Термостат — единственная часть системы охлаждения, которая ничего не охлаждает. Напротив, он помогает жидкости в системе быстрее прогреть двигатель. Ниже объясняется, как и почему это происходит.
Термостат — это маленький металлический термочувствительный клапан (рис. 8.4), который обычно находится в месте, где верхний шланг радиатора примыкает к двигателю. (На некоторых машинах он расположен там, где нижний шланг радиатора примыкает к двигателю. Инструкция должна подсказать где он находится в вашей машине.) Когда термостат "чувствует", что жидкость нагрелась, он пропускает ее, по если жидкость холодная (например, когда вы заводите машину утром), он закрывается и не позволяет жидкости циркулировать по большому контуру через радиатор (см. рис. 8.1). В итоге жидкость остается в двигателе и быстро его прогревает. В результате машина работает эффективнее и сжигает меньше топлива.
Рис. 8.4. Термостат
Теплообменник
Теплообменник (или радиатор печки) находится внутри автомобиля между панелью приборов и перегородкой. Он похож на миниатюрный радиатор, но без горловины и крышки. Задача теплообменника — подавать тепло в салон. При работе двигателя по теплообменнику циркулирует та же самая жидкость, которую перекачивает водяной насос. Если вы замерзаете, включите внутренний вентилятор, и воздух направится через теплообменник и обогреет салон. Теплообменник относительно "пассивен", поэтому он не требует внимания (разве что при поломке).
Это все, что вам нужно знать об устройствах, задействованных в системе охлаждения, и их работе. Конечно, у некоторых машин конструкция системы охлаждения сложнее, поэтому в ней могут быть отличия. Например, существует два вентилятора, управляемых электрическими термодатчиками, которые вообще не связаны с водяным насосом. Они работают независимо и при необходимости засасывают воздух для охлаждения. Но в общем, если вы поймете работу системы охлаждения, у вас не будет проблем при обращении с ней. В главе 14 "Как уберечь машину от перегрева" приводятся инструкции по поиску неисправностей, уходу и выполнению простых ремонтов.
Кондиционер
Кондиционер становится все привычнее, можно сказать, стандартным, а не дополнительным оборудованием. Для удаления тепла из воздуха (а не охлаждения, как принято считать!) он использует хладагент и вентилятор, который подает охлажденный воздух в салон.
До 1992 года стандартным хладагентом в машинах был CFC-12 (больше известный как фреон). Когда обнаружили, что он способствует разрушению озонового слоя Земли, начали постепенно запрещать его производство и заменили хладагентом R-134a. Производство CFC-12 прекратили в конце 1995 года, и, хотя его можно переработать, поставки его ограничены.
Если ваша машина собрана до 1992 года, то при замене хладагента возможны проблемы. Переход на альтернативный хладагент (R-134a) дорог, поэтому задумайтесь над этим фактом перед покупкой подержанной машины или перед тем, как взяться за дорогой ремонт машины, выпущенном до 1992 года.
В главе 14 рассказывается, как продлить жизнь кондиционера и сколько будет стоить переход с фреона на хладагент R-134a.