×

Попередження

JUser::_load: неможливо завантажити користувача з id: 88

Коли «серце» гарячкує

/ Механізація АПК / Субота, 18 серпня 2012 12:07

altМикола МАКАРЕНКО, доцент кафедри «Трактори і автомобілі» ХНТУСГ ім. П.Василенка

Будь-який тракторист знає, або, принаймні, здогадується про наслідки перегріву двигуна. «Хворобу легше попередити, ніж лікувати» - відомий постулат підходить і тут. Тому для забезпечення надійної безаварійної роботи двигуна необхідно підтримувати його оптимальний тепловий режим, особливо влітку.


Оптимальний теплорежим і перегрів-убивця

 

Робота двигуна внутрішнього згоряння супроводжується виділенням великої кількості тепла. Температура газів у момент займання досягає 2000°С, а середня температура газів протягом робочого циклу становить 800...1000°С. При цьому тільки 25...40% тепла, яке виділяється при згорянні палива в двигунах внутрішнього згоряння, використовується ефективно. Значна ж частина втрачається із відпрацьованими газами (до 40%) і виводиться системою охолодження (25...35%).

 

У результаті контакту гарячих газів із циліндрами, головками циліндрів, поршнями, клапанами тощо температура цих деталей підвищується. Двигун працює нормально тільки при певному тепловому стані. Найбільш економічний тепловий стан двигуна підтримує система охолодження. Вона призначена для відведення надмірного тепла від двигуна, насамперед, від циліндрів і головок циліндрів, і передачі його в навколишній простір. Від її технічного стану значною мірою залежать надійність та економічність роботи двигуна.

 

Зазвичай температура охолодженої рідини, розміщеної у головці циліндрів, повинна становити 80-95 °С. Такий температурний режим є оптимальним, він забезпечує нормальну роботу двигуна і не повинен змінюватися залежно від температури навколишнього середовища і навантаження. Особливо небезпечний для двигуна перегрів.

 

Характерними ознаками перегріву двигуна є значне підвищення його температури, падіння потужності (погано «тягне») і поява стуків. При тривалій роботі можливе заклинювання деталей або утворення тріщин у головці або гільзах циліндрів.

 

Якщо головка циліндрів, циліндри, поршні і інші деталі, від зіткнення із гарячими газами перегріваються, то підвищується їх знос у результаті вигоряння масла, збільшуються втрати потужності на подолання тертя у механізмах, і, відповідно, збільшується витрата палива, знижуються механічні властивості матеріалу деталей. Крім того, при підвищенні температури деталей знижується потужність двигуна унаслідок погіршення наповнення циліндрів повітрям або горючою сумішшю, а масло надмірно нагрівається і втрачає свою в'язкість, унаслідок чого прискорюється процес його старіння і зменшується тиск у системі мащення. У бензинових двигунах перегрів, крім того, може бути причиною самозаймання суміші або її детонації, коли згоряння паливної суміші набуває вибухоподібний процес. При перегріві в двигуні часто виникають дзвінкі стуки. Їх не просто неприємно чути - вони швидко руйнують двигун.

 

Крім того, якщо охолоджена рідина перегрівається і закипає, тоді пар, що утворюється у системі, ускладнює повноцінне охолодження розігрітих деталей, і температура починає рости лавиноподібно. Навіть нетривала робота двигуна з перегрівом може призвести, зокрема, до заклинювання поршнів з обривом шатунів або деформації головки циліндрів.

 

В результаті перегріву двигуна прокладка головки циліндра може бути пробита, а сама головка циліндра деформована. Циліндр, у якому теплове розширення перевищує допустиму межу, може виявитися деформованим. Після охолодження двигуна деформована поверхня не завжди набуває колишню конфігурацію. Вона може виглядати як поглиблення уздовж стінки циліндра. При цьому поршневі кільця щільно не притискатимуться до стінки циліндра, і масло пригоратиме на її поверхні. Місцеву зміну забарвлення металу, що виникає при перегріві, прийнято називати «перегрітими місцями». В результаті збільшується витрата оливи і знижується потужність двигуна.

 

Зміна забарвлення деталей двигуна часто служить ознакою його перегріву. Коли масло піддається надмірному нагріву, відбувається його теплове розкладання, при якому легші фракції масла випаровуються і залишаються лише важчі, які прилипають до гарячої поверхні. Зазвичай на відкритих поверхнях поршневих пальців між верхньою головкою шатуна і тілом поршня можна бачити темні поясочки.

 

Якщо двигун продовжує працювати в режимі перегріву, олива почне втрачати свою в'язкість, і можуть виникнути серйозні неполадки в результаті недостатнього змащення. Розкладання масла під дією високих температур (крекінг) призводить до утворення дуже в'язких матеріалів, що нагадують смолу, які майже не мають мастильних властивостей. У результаті тертя між деталями ще більше зростає, і збільшується їх нагрів.

 

При перегріві, навіть якщо тріщин не виникло, головка блоку часто отримує значні деформації. Оскільки по краях головка притиснута до блоку болтами, а перегрівається її середня частина, відбувається її викривлення. У більшості сучасних двигунів головка виготовлена з металу, який при нагріві розширюється більше, ніж сталь кріпильних болтів або шпильок. При сильному нагріві розширення головки призводить до різкого зростання зусилля стискання прокладки по краях, де розташовані болти, тоді як розширення перегрітої середньої частини головки болтами не стримується. Через це відбувається деформація (провал від площини) середньої частини головки та додаткове обтискання і деформація прокладки зусиллями, що значно перевищують експлуатаційні.

 

У дизелях перегрів головки циліндрів, крім того, супроводжується деформацією шайб під форсунками. Результат: перегрівання шайби, вигоряння металу головки, вихід із ладу розпилювачів форсунок.

 

Не менш небезпечний перегрів і для циліндро-поршневої групи. Оскільки кипіння охолодженої рідини розповсюджується поступово від головки на все більшу частину блока, то різко знижується і ефективність охолодження циліндрів. А це означає, що погіршується відведення тепла від поршня, який нагрівається гарячими газами. Температура поршня зростає, одночасно відбувається і його теплове розширення. Оскільки поршень виготовлений з алюмінієвого сплаву, а циліндр, як правило, чавунний, то різниця у тепловому розширенні матеріалів призводить до зменшення зазору між вказаними деталями. При цьому стрімко збільшується тертя, виникають задири на поршні та його заклинювання у циліндрі.

 

Ушкоджуються також поршневі кільця. Через це у двигуна знижується потужність і підвищується витрата оливи. На поверхні камери згоряння відбувається наростання нагару, який, своєю чергою, погіршує її охолодження.

 

Двигун має деякі деталі, які є надто чутливими до температурного режиму. Наприклад, масловідбивні ковпачки клапанів. Ковпачок виготовлений з гуми і не любить перегріву. Після дії високої температури він втрачає пружність і не виконує своїх функцій.

 

Перегрів справного двигуна провокують, як правило, «дрібниці» - деталі мізерної вартості, які можна замінити протягом декількох хвилин. Головне — вчасно виявити несправність. У кожного механізатора повинно виробитися стійке правило - через певний проміжок часу поглянути на показник температури охолодженої рідини. І якщо стрілка приладу покинула робочий діапазон, слід негайно зупинитися і визначити причину зміни температурного режиму.


Чому ж залізо шкварчить?

На жаль, багато навіть досвідчених фахівців пов’язують перегрів двигуна тільки з несправностями системи охолодження. Але існує ще безліч причин перегріву. Всі їх можна звести до двох факторів: або дуже багато виділяється тепла в двигуні, або тепло, що виділилося, не може бути в достатній кількості відведене в навколишній простір.

 

altПри розробці будь-якого двигуна конструктори розраховують його систему охолодження на можливість роботи з номінальним навантаженням при високій температурі навколишнього повітря. Існує тепловий баланс двигуна: його система охолодження розігрівається до певної оптимальної температури, а потім не підвищується, оскільки тепло, що виділяється, інтенсивно відводиться у навколишній простір. Але якщо двигун перегрівається, значить відбулася несправність, при якій параметри якогось вузла виходять за допустимі межі. Розглянемо випадки, коли виділяється надмір тепла в двигуні.

 

Перевантаження. Для подолання підвищеного опору руху машини необхідно отримати більше енергії від двигуна, що досягається згорянням збільшеної кількості палива в його циліндрах. При перевантаженні двигуна регулятор паливного насоса дизеля автоматично збільшує подачу палива, а коли і цього буде недостатньо, вмикається у роботу коректор, який ще більше зміщує рейку паливного насосу у бік збільшення подачі палива,й потужність підвищується до максимальної. При цьому з вихлопної труби піде чорний дим, оскільки все паливо не згорить, проте трактор зможе подолати короткочасне перевантаження. Якщо ж двигун тривалий час працюватиме на такому режимі, то йому забезпечений не тільки перегрів, а й істотне зниження моторесурсу.

Щоб таке не відбулося, необхідно ретельно підбирати агрегати до трактора й обирати швидкість руху, що виключає перевантаження. Найбільш рівномірний тяговий опір мають сівалки, культиватори, катки, які працюють на підготовленому ґрунті. З цими машинами допустиме вище завантаження трактора - до 92-95% від максимального тягового зусилля цієїї передачі. Без перевантаження забезпечується робота з плугами, корпусними лущильниками, дисковими боронами у тому випадку, коли трактор завантажений на 88-93% максимального тягового зусилля передачі. При менших завантаженнях на всіх видах робіт знижується продуктивність тракторів.

 

Відхилення кута випередження уприскування від номінального. Займання паливо-повітряної суміші в циліндрах двигуна повинно відбуватися у певний момент повороту колінчастого валу. При порушенні кута випередження уприскування (кута випередження запалювання) від номінального, особливо при пізньому уприскуванні або запалюванні, не тільки знижується потужність, а й різко зростає температура, оскільки суміш продовжує горіти під час випуску. Якщо уприскування або запалювання пізні, слід відрегулювати їх до оптимальних значень.

 

Несправності паливної апаратури, особливо форсунок. Процеси уприскування палива значною мірою визначаються правильно підібраним розпилювачем і його технічним станом: діаметром отворів і герметичністю голки розпилювача. При несправностях паливної апаратури, закоксовуванні хоч би одного отвору у багатосопловому розпилювачі форсунки або зависанні голки розпилювача (коли форсунка «ллє») змінюється тиск уприскування і форма факела розпилювання палива, погіршується якість розпилу палива, знижується його кількість, а іноді і зовсім припиняється його подача. В цьому випадку порушується процес сумішоутворення, внаслідок чого паливо згорає не повністю і не своєчасно, а вже при розширенні, що, безумовно, викличе перегрів двигуна і димний вихлоп (чорний дим). У деяких випадках можлива навіть поява різких стуків.

 

Значне відхилення складу робочої суміші. Це особливо стосується бензинових двигунів. Так, наприклад, шкодить надходження у циліндри бідної суміші. В цьому випадку спостерігаються «хлопки» в карбюраторі, відчувається знижена прийомистість машини. Двигун перегрівається внаслідок повільного горіння бідної суміші, збільшується тривалість зіткнення деталей двигуна з газами. Але двигун може перегріватися й внаслідок надходження у циліндри багатої суміші. Характерними ознаками цього є «постріли» і чорний дим у глушнику. Багата суміш, як і бідна горить поволі і не встигає згоріти повністю через нестачу повітря. При виході в глушник суміш, з'єднуючись із киснем, згорає. Відбувається вибух. Тривала робота двигуна на цій суміші призводить до підвищеного утворення нагару в циліндрах, до погіршення передачі тепла в охолоджену рідину, створює умови виникнення детонації.

 

Застосування палива не тієї марки, яка вказана в заводській інструкції. Здатність палива забезпечувати чистоту системи паливоподачі, деталей двигуна і не викликати їх корозії - дуже важливий експлуатаційний показник. Нагар і лакові відкладення накопичуються у камері згоряння, на клапанах, у глушниках і на інших деталях, що викликає перегрів двигуна, знижує його потужність та економічність. Підвищене утворення високотемпературних відкладень призводить до неповного згоряння палива, продукти якого осідають на гарячих деталях. Як правило, неповне згоряння спостерігається при збільшеній в'язкості палива, важкому фракційному складі, великій кількості високомолекулярних з'єднань (смолянисто-асфальтових речовин). Крім того, на накопичення нагару впливають зольність і кількість неорганічних механічних домішок, що містяться у паливі. Певне значення має і стабільність палива: якщо в ньому є малостійкі неграничні вуглеводні, то при тривалому зберіганні, підвищеній температурі, контакті з киснем повітря вони окислюються, утворюючи смолянисті з'єднання й органічні кислоти: перші збільшують швидкість нагароутворення, а другі викликають корозію.

У стандартах нормується ряд показників якості, що впливають на виникнення нагару. Швидкість накопичення нагару, перш за все, залежить від коксового числа (коксованості), вмісту сірки, фактичних смол, зольності і кількості механічних домішок, а часто також від схильності палива до лакоутворення.


Перегрів у результаті недостатнього мащення. Відомо, що система мащення двигуна не тільки зменшує тертя між деталями (відповідно, вони менше нагріваються), а й відводить від них тепло. Відсутність у достатній кількості необхідного масла в двигуні і перегрів часто йдуть пліч-о-пліч. Якщо двигун працює тривалий час без достатньої подачі масла, температура поверхні підшипників різко зростає унаслідок тертя. Це призводить до розвальцьовування і деформації підшипника й шийки валу. Подальше збільшення ступеня зіткнення металу з металом разом із підвищенням температури має наслідком спалювання оливи, що ще залишається на шийці, і подальше підвищення температури. Фінальний етап відмови підшипника – заклинювання – виникає тоді, коли метал підшипника оплавляється і стікає на колінчастий вал.

Зазвичай такі процеси відбуваються при низькому рівні оливи в двигуні. Проте слід пам'ятати, що існують й інші причини, які можуть створювати ризик відмови: зокрема, заглушений масляний канал, недостатні зазори, розведення оливи паливом або швидкий запуск двигуна після того, як він довго не використовувався.

 

Порушення герметичності камери згоряння. Порушення ущільнення камери згоряння - теж поширена причина перегріву. Продукти згоряння палива, що знаходяться під великим тиском у циліндрі, через нещільність проникають у сорочку охолодження і витісняють від стінок камери згоряння охолоджену рідину. Утворюється гаряча газова «подушка», що додатково нагріває стінку. Визначити наявність негерметичності можна по запаху вихлопних газів у розширювальному бачку, витіканню антифризу з бачка при роботі двигуна, швидкому підвищенню тиску в системі охолодження відразу після запуску, а також по характерній водомасляній емульсії у картері. Але встановити конкретно, з чим пов'язана негерметичність, вдається, як правило, тільки після часткового розбирання двигуна.


«Хвороби» системи охолодження

Основними причинами перегріву двигуна, пов'язаними із несправностями системи охолодження, є:

  • засмічення радіатора як зсередини, так і зовні, а також «москітної» сітки;

  • низький рівень охолоджувальної рідини або утворення повітряних пробок в системі охолодження;

  • розвантажувальний клапан кришки розширювального бачка (радіатора) не забезпечує необхідного тиску в системі охолодження двигуна;

  • зайва установка утеплювача (попони або часто просто картону) щільно перед радіатором для обмеження повітряного потоку, який проходить крізь радіатор, що категорично заборонено на турбодизелях із проміжним охолодженням повітря;

  • некоректна робота приводу вентилятора: проковзування або обрив клинопасового привода (несправність гідравлічної в’язкої або електромагнітної муфти);

  • несправний термостат або водяний насос.

Як правило, більшість із перелічених причин безпосередньо пов'язані з недотриманням періодичності технічного обслуговування, а також із банальним старінням вузлів та агрегатів.


Якщо мотор усе-таки перегрівся

У недосвідчених водіїв двигун іноді перегрівається через часткове затягування важеля стоянкового гальма або неправильне регулювання робочих гальм. Тому, рушаючи, слід повністю опустити важіль стоянкового гальма в крайнє переднє положення, заздалегідь перевіривши справність робочої гальмівної системи.

 

altБуває, що двигун перегрівається через тривалу їзду на нижчих передачах. У такому разі необхідно зупинити машину і дати двигунові можливість охолонути. Якщо зупинка неможлива, можна тимчасово охолодити двигун наступним простим способом: перевести важіль управління краном опалювача в положення «ввімкнено» і ввімкнути вентилятор опалювача на максимальну частоту обертання, що дозволить продовжувати рух без зупинки. Слід запам'ятати просту річ – справний двигун у нормальних умовах, навіть влітку, не кипить. Якщо він усе-таки перегрівся, треба відразу зупинитися і відкрити капот - так двигун охолоджуватиметься швидше. До речі, на цій стадії у подібних ситуаціях так чинять усі водії. А ось далі вони допускають серйозних помилок, від яких ми хочемо застерегти.

 

Якщо з-під капота ще не валить пар, двигун не глушіть, тому що поки він працює, охолоджена рідина циркулює по системі. Як тільки двигун зупиниться, циркуляція рідини припиниться, у найгарячіших місцях вона закипить, і двигун може заклинити.

 

У жодному випадку не можна відразу відкривати пробку радіатора. На іномарках недаремно пишуть Never open hot - ніколи не відкривайте, якщо радіатор гарячий! Адже при справному клапані пробки система охолодження знаходиться під тиском. Відкриваючи пробку, ми провокуємо раптове закипання і викид значної кількості гарячої охолодної рідини. Пара виштовхне її назовні, як із гармати. При цьому опік рук і обличчя майже неминучий.

 

На жаль, від незнання водії, виплескуючи залишки антифризу з системи, створюють собі додаткові проблеми. Річ у тому, що рідина, котра кипить «усередині» двигуна, все-таки вирівнює температуру деталей, тим самим знижуючи її у найбільш перегрітих місцях.

 

Але дехто вмудряється піти ще далі. Якщо поряд опинилася вода, вони ллють її, холодну, на двигун відром - щоб він швидше охолов. У жодному випадку не варто в такій ситуації так чинити! Це один із правильних способів одержати опік і змусити тріснути головку циліндрів та викликати короблення деталей. Метал може просто не витримати великого перепаду температур. Двигун повинен остигнути самостійно.

 

Перегрів двигуна - це якраз той випадок, коли, не знаючи що робити, краще не робити нічого. Хвилин десять-п'ятнадцять, принаймні. За цей час кипіння припиниться, тиск в системі впаде. І тоді можна приступати до дій.

 

Переконавшись, що верхній шланг радіатора втратив попередню пружність (значить, високого тиску в системі немає), акуратно відкриваємо пробку радіатора, заздалегідь накривши її щільною тканиною у декілька шарів. Тепер можна долити рідину, що википіла.

 

Якщо стрілка покажчика температури ще знаходиться у робочому діапазоні і з нього не виходила, тобто ви не допустили перегріву двигуна, то доливати рідину можна відразу, при працюючому двигуні, але дуже поволі, щоб вона встигала при перемішуванні з рідиною, що знаходиться у двигуні, нагрітися, перш ніж насос прокачає її до головки циліндрів.

 

Якщо стрілка покажчика температури піднялася вище верхньої межі робочого діапазону температур, або, тим паче, зайшла в червону зону (рідина в системі охолодження у цьому випадку зазвичай вже кипить), то у жодному випадку не заливайте охолоджену рідину відразу, інакше головка блоку циліндрів деформується. Коли двигун перегрітий, йому треба дати охолонути не менше 30 хвилин, і тільки потім слід доливати воду в радіатор, якщо у вас не буде з собою антифризу.

 

Закривши пробку, запускаємо двигун. Спостерігаючи за покажчиком температури, перевіряємо, як нагріваються верхній і нижній шланги радіатора, чи включається після прогрівання вентилятор, і чи немає витоків рідини.

 

Використовуйте приведені рекомендації, і ви у багато разів знизите вірогідність перегріву, оскільки зможете усунути його найбільш можливі причини. Як правило, відмова саме дрібних, недорогих деталей може призвести до поломки такого складного пристрою, як двигун. Завжди простіше їх своєчасно замінити, ніж піддавати себе «задоволенню» великого ремонту.

1

 14 жовтня 2019
Незважаючи на поганий сезон, ціни поки незмінні. Цього року вітчизняні пасічники недорахувалися половину меду.
Незважаючи на поганий сезон, ціни поки незмінні. Цього року вітчизняні пасічники недорахувалися половину меду.
14 жовтня 2019
 14 жовтня 2019
Ініціатива команди президента щодо запровадження обігу земель сільськогосподарського призначення викликає категоричне несприйняття серед українців. Загроза пустити вітчизняні чорноземи з молотка об'єднала країну. 73% українців різного віку, професій, майнового стану й політичних уподобань не бажають, щоб земля перетворилася на товар.
Ініціатива команди президента щодо запровадження обігу земель сільськогосподарського призначення викликає категоричне несприйняття серед українців. Загроза пустити вітчизняні чорноземи з молотка об'єднала країну. 73% українців різного віку, професій, майнового стану й політичних уподобань не бажають, щоб земля перетворилася на товар.
14 жовтня 2019
 13 жовтня 2019
На поточному тижні в Україні знову почали дорожчати тепличні огірки. Основною причиною подорожчання стало сезонне скорочення пропозиції огірка в українських господарствах.
На поточному тижні в Україні знову почали дорожчати тепличні огірки. Основною причиною подорожчання стало сезонне скорочення пропозиції огірка в українських господарствах.
13 жовтня 2019
 13 жовтня 2019
Одна з найстаріших та авторитетніших ягідних селекційних компаній — Driscoll представила свій новий сорт лохини — Світест Батч (Sweetest Batch). Це нове доповнення до колекції ягід Світест Батч Limited Edition компанії буде доступне у вибраних містах обмежений час. 
Одна з найстаріших та авторитетніших ягідних селекційних компаній — Driscoll представила свій новий сорт лохини — Світест Батч (Sweetest Batch). Це нове доповнення до колекції ягід Світест Батч Limited Edition компанії буде доступне у вибраних містах обмежений час. 
13 жовтня 2019
 13 жовтня 2019
У Чорноліському лісовому господарстві Знам`янського району на Кіровоградщині у нинішньому році зібрали перший урожай бананів.
У Чорноліському лісовому господарстві Знам`янського району на Кіровоградщині у нинішньому році зібрали перший урожай бананів.
13 жовтня 2019
 13 жовтня 2019
Костянтин Опарин з м. Черкас вирощує декілька сортів лимонів, лайм, памело, мандарини, апельсини, інжир, каву, бергамот, ацеролу, гранати, ківі та багато інших екзотичних фруктів. Усього в колекції садівника налічується близько 50 видів екзотичних рослин.
Костянтин Опарин з м. Черкас вирощує декілька сортів лимонів, лайм, памело, мандарини, апельсини, інжир, каву, бергамот, ацеролу, гранати, ківі та багато інших екзотичних фруктів. Усього в колекції садівника налічується близько 50 видів екзотичних рослин.
13 жовтня 2019

Please publish modules in offcanvas position.