Газы в системе охлаждения: причины попадания, как проверить и определить

Для сохранения в исправности деталей двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и поддержания его экономичной работы необходимо отводить тепло, в том числе через охлаждающую жидкость. При нарушении циркуляции потока, плотности среды возникает местный или общий перегрев. Охлаждающая жидкость циркулирует в зарубашечном пространстве, омывая наружные стенки цилиндров и камер сгорания. Таким образом она протекает через полости блока и головки блока цилиндров (ГБЦ). Их негерметичность вызывает в частности прорыв газов в контур охлаждения и наиболее часто это происходит в плоскости их соединения.

Как это устроено и что происходит

Общая головка устанавливается на полный и неполный ряд цилиндров. На более крупных ДВС каждый цилиндр имеет свою головку.

Рядные моторы легковых автомобилей чаще всего оборудуются общей ГБЦ. Ее прокладка тоже общая. Это высокотехнологичная деталь и ответственное соединение собирается по жестким технологическим нормам.

Общая прокладка имеет отверстия под поршни. Их края ограничены металлическими обечайками. При установке последние зажимаются между торцом гильзы и плоскостью головки. Металл противостоит воздействию температур. Прокладка имеет многочисленные вырезы для полостей системы охлаждения. В уплотнении обустроены отверстия для масла — большие сливные и маленькое подводящее. Его тоже окаймляет металл, т.к. горячая смазка подается под давлением в несколько атмосфер.

В процессе эксплуатации происходят изменения. Болты ГБЦ несколько растягиваются, головка постепенно выгибается вверх посередине, а прокладка уплотняется. Если машина перегревалась, то головка получает большие, сложные деформации. Обечайки цилиндров подгорают и это грозит выбросом газов в систему охлаждения.

Чем опасны продукты горения в системе охлаждения

Выхлопные газы, попавшие в систему охлаждения, ухудшают отвод тепла от ГБЦ и цилиндропоршневой группы.

нагревают охлаждающую жидкость (ОЖ);
создают пробки. Способствуют застою ОЖ;
препятствуют отводу тепла, т.к. теплоемкость газа в разы меньше теплоемкости жидкости.

Местное кипение

Пузырьки могут создавать локальный перегрев одного из цилиндров. При этом показания температуры на стрелке прибора будут в норме. Но вот верхнее компрессионное кольцо не будет охлаждаться должным образом. В результате постоянного воздействия предельных температур упругое, жесткое кольцо становится мягким, как говорят, ватным. Оно не может удерживать компрессию и требует замены, что означает ремонт ЦПГ.

Последствия проникновения выхлопа в ОЖ

Наполнение системы выхлопными газами может только увеличиваться. Со временем пробок будет становиться все больше, а циркуляция охлаждающей жидкости все хуже. Наконец антифриз закипает, и пар выдавливает его через расширительный бачок наружу. Происходит перегрев.

Даже если мотор не вышел из строя, он уже точно требует диагностики.

До такого момента желательно не доводить и вовремя приостановить эксплуатацию.

Симптомы неисправности

Многие признаки неисправности охлаждения наводят на подозрение, что рабочие газы прорываются в рубашку блока.

Падение температуры в салоне.
Повышение рабочей температуры двигателя.
Появление пара на выхлопе.
Бурление в расширительном бачке.
Бурление при снятой крышке радиатора.
Попадание антифриза в масло увеличивает вероятность газовой утечки.

Все это симптомы разных неисправностей. Но подтверждением прорыва газов в систему охлаждения являются пузыри и характерный запах выхлопа. Чтобы обнаружить прорыв газов и проверить состав газов в системе охлаждения, применяют прибор, в котором летучие вещества пропускают через жидкость-индикатор. Изменение ее цвета говорит о присутствии продуктов горения. Применение его в автомастерской оправдано, т.к. быстро подтверждает или опровергает опасения. Заводить его в гараже ради собственного автомобиля вряд ли имеет смысл. Он стоит около 10 000 рублей, а применяют его крайне редко. Тем более негерметичный контур охлаждения наверняка выдаст и другие признаки неисправности. В любом случае нужно провести диагностику системы.

Как проверить систему охлаждения на наличие газов

Многие неисправности контура охлаждения можно выявить, не имея специальных средств диагностики.

Для начала проверяют уровень ОЖ, доливают, если надо, устраняют пробки. Проверяют уровень масла. Он может быть повышенным при попадании антифриза.
Заводят двигатель и наблюдают за режимом прогрева, протечками, пузырьками газов в расширительном бачке. Должен полноценно заработать салонный отопитель. При достижении определенной температуры открывается термостат. При этом патрубки радиатора активно нагреваются — это ОЖ идет на большой круг. Температура на приборе при этом может незначительно упасть, но вскоре пойти на подъем. Это тоже симптом срабатывания термостата.
Следующая ступень прогрева — это включение электрического вентилятора или срабатывание вискомуфты вентилятора. Механический вентилятор находится в постоянном зацеплении. Неисправности системы бывают причинами местного кипения и бурления в расширительном бачке. Но это лишь пар. Причиной кипения бывает неисправная крышка радиатора. Если ее клапан поддерживает давление ниже регламентированного, антифриз закипает при меньшей температуре и газовые пузырьки выходят наружу. Кипеть может некачественный антифриз — подделка. Его необходимо заменить.
Если все же подозрение на прорыв газов остается, следует опрессовать систему и выявить неплотность. Специальным насосом для диагностики создают давление в системе в соответствии с рабочей документацией прибора и автомобиля. При падении давления остается найти место утечки. Его можно определить визуально и на слух. ОЖ может пойти наружу, в надпоршневое пространство, в масло. Признаком попадания антифриза в камеру сгорания является залитая свеча и отмытые внутренние поверхности головки.

Заглянуть внутрь мотора поможет эндоскоп либо простой фонарик. Течь желательно найти безошибочно, а не бросаться сразу менять прокладку ГБЦ.

И еще один способ проверки герметичности. В свечные отверстия нужно подавать сжатый воздух и наблюдать за уровнем антифриза в расширительном бачке или радиаторе.

Причины образования неплотности

Пути газовой утечки в систему охлаждения три:

Через головку блока.
Через прокладку.
Через блок цилиндров.

Неисправности ГБЦ

трещина в теле ГБЦ. Они зарождаются от перегрева, нарушения правил установки. Применение в качестве ОЖ воды, ее замерзание, расширение при превращении в лед — причина трещины;
вода также вызывает коррозию, медленно разрушающую поверхность прилегания;
еще более агрессивной может оказаться некачественная ОЖ. Особо настораживает жидкость с запахом аммиака. Подделка быстро выгрызает глубокие каверны в металле;
кривизна посадочной поверхности ГБЦ сокращает срок службы соединения.

Неисправности блока

Поверхность блока имеет каверны. Природа их образований та же, что и на плоскости ГБЦ.
Трещины в гильзах.

Во время длительной стоянки на поршне может скопиться вода. При замерзании в гильзе образуется трещина.

Гидроудар происходит, когда вода под действием поршня упирается в ГБЦ. Из-за несжимаемости жидкости случается трещина в цилиндровой втулке, а также изгиб шатуна. Эта жидкость может оказаться и антифризом, который просочился через неплотную прокладку блока.

Выступание гильзы над блоком меньше или больше предусмотренного. При установке гильз существуют допуски по высоте. Если одна из втулок будет находиться ниже других, общая прокладка по ее окружности не будет прижата достаточно плотно.

Если одна гильза будет выступать, на нее будет приходиться сила всех крепежных болтов. Поверхность ГБЦ будет подвергаться излишним напряжениям изгиба, а гильза напряжению сжатия. Остальные гильзы будут прижаты недостаточно. Надежность такого соединения под угрозой.

Видео: Газы в Системе охлаждения. Признаки и лучший способ проверки. Обзор инструмента.

Течь через прокладку

Через прокладку ГБЦ газы прорываются чаще всего, но реже из-за самой прокладки. Обычно это результат нарушений технологии сборки и условий эксплуатации. Пренебрежение исправлением криволинейности поверхности далеко не редкость. Применение старого крепежа также приводит к плачевным последствиям.

Для того чтобы ответственное соединение служило долго, необходимо:

Применять при ремонте и обслуживании только качественные детали и расходные материалы.
Неукоснительно соблюдать инструкции по дефектации, ремонту, сборке.
Грамотно эксплуатировать транспортное средство. Не допускать перегрева, выброса жидкости через заливную горловину. Следить за состоянием охлаждающей жидкости.
Ни в коем случае не доливать холодную жидкость в перегретый мотор.

А вот знание технической документации, особенностей поведения конкретного двигателя очень даже полезно — позволяет меньше ремонтировать, а больше кататься.