Для отвода теплоты от жидкости, которая циркулирует по радиатору, радиатор должен иметь большую поверхность теплоизлучения. Необходимый теплоотвод обеспечивается за счет ряда трубок, проходящих сквозь металлические пластины, повышающие способность к теплоизлучению. Трубки и пластинки, соединенные между собой, образуют корпус радиатора и обеспечивают хорошую проводимость теплоты. Активной частью радиатора является система трубок.
При одинаковом первоначальном объеме плотность горячей воды меньше плотности холодной воды, горячая вода легче холодной за счет расширения при нагревании. Ряды трубок радиатора расположены вертикально, что способствует опусканию в радиаторе охлажденной воды из-за ее большей плотности. Для увеличения теплоотдачи необходимо приблизить центральные слои воды, циркулирующие в трубках, к их стенкам. С этой целью трубки выполняются сплюснутыми по сечению и имеют прямоугольное сечение со скругленными кромками. Трубки проходят через уже установленные пластинки и своими концами входят в бачки радиатора, где пропаиваются.
Бачки представляют собой металлическую коробку в форме прямоугольного параллелепипеда с закругленными углами. У радиатора два бачка – верхний и нижний. Нижний с помощью патрубка соединяется с водяной рубашкой блока двигателя и сливным краном. Верхний бачок соединяется с насосом охлаждения, запорным краном для наполнения системы охлаждения и переливной трубкой.
Радиаторы изготовляют из меди, латуни, оцинкованной стали или алюминиевого сплава.
Причины выхода из строя радиатора бывают внешние и внутренние.
Одна из причин выхода из строя радиатора объясняется его расположением. Радиаторы чаще всего устанавливаются в передней части автомобиля, где наиболее благоприятные условия для обдува охлаждающим воздухом. Но при повреждении передка автомобиля, даже не очень серьезном, радиатор оказывается заклиненным между двигателем и облицовкой радиатора, которая продавливается деталью, подвергшейся деформации в результате удара. При этом происходит сплющивание трубок (большее или меньшее) и радиатор деформируется.
Другая причина выхода из строя радиатора связана с температурным режимом его работы. С течением времени охлаждающая жидкость испаряется, восстановление уровня производится много раз небольшими порциями. В добавляемой воде содержатся мельчайшие инородные частички. Размер внутренней полости сечения трубки находится в пределах 1–2 мм, трубки частично засоряются мелкими инородными частицами.
Даже если вода абсолютно чистая, в ней все равно содержатся растворимые соли, преимущественно известковые. Под действием теплоты эти соли выпадают в осадок и осаждаются на стенках трубок в зонах малых скоростей перемещения воды – так образуется накипь. Образование на стенках накипи приводит к полному закупориванию трубок. Частицы накипи могут отрываться от стенок и, в свою очередь, забивать трубки, как и инородные частицы.
Антифриз способствует отрыву частиц накипи и частично выводит их из трубок радиатора, однако он не в состоянии полностью очистить трубчатую систему радиатора, и она засоряется, что из-за снижения интенсивности циркуляции воды приводит к перегреву двигателя.
Третья причина ремонта – растрескивание радиатора. Под действием вибраций в радиаторе возникают мелкие трещины, преимущественно в месте сварки с недостаточным проваром. В результате возникают небольшие утечки, которые приводят к понижению уровня охлаждающей жидкости. Если утечка незначительная, ее не всегда можно заметить, так как нагретая вода быстро испаряется.
Рассмотрим ремонт радиаторов. При аварии в результате удара часто происходит деформация только верхнего или нижнего бачка радиатора. Если деформация позволяет, бачки разъединяют распайкой, восстанавливают их форму и затем спаивают. Однако очень часто повреждается и трубчатая система, тогда непригодным к ремонту становится весь радиатор. Есть два варианта, из которых можно выбрать один:
– заменить поврежденный радиатор новым;
– заменить систему трубок новой, сохранив верхний и нижний бачки старого радиатора вместе с патрубками и элементами крепежа. Системы трубок поставляются специализированными предприятиями по ремонту автомобилей. Распайка верхнего и нижнего бачков радиатора осуществляется путем прогрева на большой длине шва до расплавления олова. Затем бачки оттягивают и разъединяют.
Для проведения этой технологической операции обычно используют пламя кислородно-ацетиленовой горелки.
При необходимости верхний и нижний бачки подвергаются правке, рихтовке и травлению. Затем бачки одевают на законцовочную пластину новой системы трубок сверху и снизу и припаивают оловом с помощью паяльника л(ибо пламени кислородно-ацетиленовой горелки). Горелка должна обеспечивать быстрый нагрев, что сокращает время работы. Однако горелка может вызвать перегрев небольшого участка, что приведет к возникновению на нем дефектов.
Ремонт, о котором рассказано, с экономической точки зрения менее дорогой, чем полная замена радиатора. В зависимости от модели автомобиля стоимость ремонта радиатора на 40–70 % дешевле замены его новым.
Понятно, что засорение радиатора случается на автомобилях, эксплуатируемых в течение длительного времени. В таких случаях радиаторы очищают. Очистку радиатора можно произвести двумя способами: химическим (без снятия радиатора) и механическим (со снятием радиатора).
Химическую очистку радиатора нельзя производить любым травящим реактивом, поскольку среди них есть такие, которые взаимодействуют с металлом и разрушают его. В системе охлаждения двигателя применяются различные по своим свойствам металлы. Так, радиатор выполняется из латуни или оцинкованной стали, головка блока двигателя из алюминиевого сплава, а блок цилиндров из чугуна или алюминиевого сплава. При очистке реакция должна происходить между накипью и химическим реактивом без воздействия на металл. Промышленные реактивы для удаления накипи представляют собой химические вещества, применяемые для этой цели. Их добавляют в воду радиатора и включают двигатель. Время работы двигателя определяется инструкцией изготовителя реактива. После остановки двигателя из системы охлаждения спускают жидкость и тщательно ее промывают.
В качестве реактива для снятия накипи применяется каустическая сода. Она применяется в том случае, если в системе охлаждения не содержится алюминиевых деталей или деталей из алюминиевых сплавов. Латунь и чугун не взаимодействуют с содой, однако алюминий и его сплавы реагируют тем интенсивнее, чем выше температура содового раствора в воде. Чтобы убедиться в этом, достаточно приготовить ванну с каустической содой, разогреть ее до 80 °C и бросить в нее кусочек алюминия. Непрерывное выделение пузырьков газа укажет на реакцию металла с каустической содой. При этом глубина травления алюминия зависит от времени его погружения в раствор соды. Следовательно, соду нельзя применять, если в системе охлаждения имеются детали из алюминия и его сплавов.
Раствор соляной кислоты в системе охлаждения вызывает умеренное коррозирующее действие, при этом быстрого разрушения металлов, покрытых медью, и легких сплавов не наблюдается. Однако при высокой концентрации кислоты последние реагируют очень бурно. В данном случае время работы двигателя для промывки системы ограничивается пятнадцатью минутами, после чего система тщательно промывается.
Азотная кислота является более предпочтительной, если в радиаторе не содержится никакого другого вещества для удаления накипи. Она не действует на алюминий и его сплавы. В то же время она вступает в реакцию с медью и латунью. Ход очистки можно контролировать визуально, наблюдая за состоянием видимой внутренней поверхности радиатора, частично сливая жидкость по мере необходимости. После полного удаления жидкости из системы производят обильную промывку при полностью открытых сливных отверстиях.
Во всех случаях надо иметь в виду, что химическое травление является эффективным лишь тогда, когда трубки радиатора закупорены не полностью и травящий раствор может циркулировать.
Применяется и механическая очистка радиатора. При этом из системы охлаждения сливают жидкость и снимают радиатор. Для снятия радиатора выполняют следующие работы: снимают соединительные шланги и болты крепления верхнего и нижнего бачков к кузову. Далее работу выполняют на верстаке. Снимают переливную трубу и заливную пробку.
Для доступа к трубкам необходимо распаять по меньшей мере один из бачков. Чтобы удалить олово из места пайки, каждый шов, подвергаемый распайке, устанавливают так, чтобы олово стекало со шва в момент его плавления. В зависимости от удобства работы линия распайки может быть установлена вертикально или горизонтально, а открытый конец желобка направлен вниз. Расплавление припоя обычно производится пламенем горелки. В процессе распайки следует размягчить олово, чтобы произвести несколько растяжений и сдавливаний бачка радиатора, что вызывает разрушение оставшегося паяного шва.
При работе с горелкой надо следить за тем, чтобы не возникало перегрева, вызывающего деформацию и разрушение пайки около трубок. После снятия бачка законцовочная планка полностью освобождена.
Работа по механической очистке трубок заключается в том, что в каждую трубку вставляют стальной прут соответствующего сечения и длины и перемещают его возвратно-поступательно, чтобы он проходил по всей длине трубки и удалял внутренние отложения. При невозможности прочистить трубки с одной стороны отпаивают второй бачок, чтобы иметь возможность прочищать трубки и с другой стороны.
После очистки трубки промывают и протравливают кислотой для удаления оставшихся осадков, которые не удалось прочистить прутом. И снова промывают трубки.
Перед установкой бачков на место всю поверхность законцовочной пластинки вокруг трубок необходимо залудить для предотвращения возможных утечек, которые могут быть вызваны расшатыванием пайки в момент распайки и прочистки. Затем устанавливают на место каждый бачок и закрепляют точечной сваркой, после этого пропаивают с помощью паяльника либо пламени газовой горелки, снабженной соплом малой производительности.
По окончании работы трубки заглушают посредством пробок или герметичных заглушек. Заливают радиатор водой и производят испытание герметичности сварки. При проверке желательно приложить небольшое усилие на растяжение и сдавливание радиатора.
Для испытания не обязательно применять насос, достаточно расположить радиатор горизонтально и установить вертикально трубу, соединенную с переливным патрубком шлангом. Труба длиной 1 м создаст вполне достаточное давление для контроля. Испытание радиатора с помощью сжатого воздуха при опускании радиатора в воду может привести к повышению давления, если не установлен предохранительный клапан, что чревато, разрывом радиатора.
Есть и такой метод контроля. Он заключается в том, что из радиатора сливают воду и закупоривают патрубки пробками. Пробками могут служить наборы резиновых цилиндрических колец, которые сжимаются болтом через две металлические шайбы, установленные с двух сторон резинового блока. В результате сжатия блок шайб раздувается и создает герметичность. Переливная трубка радиатора соединяется гибким шлангом с источником сжатого воздуха, находящимся в мастерской. Радиатор погружается в бак с водой. При подаче в радиатор воздуха под небольшим давлением, в случае утечки пузырьки воздуха поднимаются вверх, указывая на негерметичность радиатора.
Часто приходится иметь дело с трещинами радиатора. Ремонт в основном производят посредством пайки оловянным припоем. В большинстве случаев для выполнения пайки следует снимать радиатор. Перед работой необходимо отметить места утечек.
Есть тенденция применения радиаторов, состоящих из системы алюминиевых трубок и пластмассовых водяных бачков. Такие радиаторы ремонту не подлежат.
В большинстве случаев топливные баки состоят из двух деталей, получаемых вытяжкой и сваренных роликовой сваркой по отогнутым бортам. Металлом для топливных баков служит мягкий стальной лист, покрытый свинцом (либо луженый). В новых моделях автомобилей прослеживается тенденция использования композиционных материалов для изготовления баков. Применение композиционных материалов способствует снижению массы автомобилей, а также уменьшению стоимости топливных баков.
Причин повреждения топливных баков несколько. Так как бак устанавливается под автомобилем, его верхняя часть оказывается на уровне пола. На некоторых моделях автомобилей топливный бак установлен вертикально в багажном отсеке сбоку. Баки, находящиеся под автомобилем, могут повреждаться от ударов камней. Баки, установленные в багажном отсеке, повреждаются коррозией, возникающей от конденсации влаги.
Для ремонта стального топливного бака сначала необходимо слить горючее, а затем снять бак. Если ремонт сводится к выправке вмятины и никаких утечек топлива не наблюдается, то операция заключается в подаче сжатого воздуха в бак через заправочную горловину или через отверстие, соединяющее бак с топливным насосом. Для этого необходимо выполнить следующее:
– заглушить одно из двух отверстий в баке;
– вставить в открытое отверстие бака конический резиновый наконечник, просверленный насквозь для обеспечения герметичности соединения бака с трубопроводом сжатого воздуха;
– подать сжатый воздух в бак и произвести восстановление его размеров и формы.
В случае повреждения бака нельзя тотчас производить его сварку.
Внутри бака всегда остаются пары топлива (бензина или дизельного топлива), которые смешиваются с воздухом и образуют взрывчатую смесь. Пламя может вызвать взрыв содержащейся в баке смеси, что, в свою очередь, приведет к разрыву бака и ранению находящихся поблизости людей.
Чтобы вести паяльные работы, необходимо промыть бак, затем наполнитьт его водой или инертным газом. Промывку можно произвести раствором моющего средства в горячей воде, при этом бак энергично встряхивают и затем выливают содержимое. Последующую промывку бака производят посредством полного его заполнения и сливания.
Если пайка бака производится оловянным припоем при помощи паяльника, паять можно без заполнения бака. Если при ремонте требуется нагрев бака пламенем, например, для выполнения горячей пайки, то предварительно необходимо наполнить бак водой, а затем установить его так, чтобы внутри, под местом пайки, оставался небольшой воздушный промежуток.
При проведении этой работы нельзя герметически закрывать бак, образующийся при пайке газ должен свободно выходить наружу или выдавливать воду из бака. Для этого предварительно подсоединяют гибкий шланг к заливной горловине, которая после переворота бака оказывается внизу. При этом для поддержания нужного уровня шланг изгибают.
Бензобаки можно ремонтировать жидкими полиэфирными смолами. Этот способ ремонта обладает тем преимуществом, что устраняется возможность взрыва, присущая пайке с применением газовой горелки. Работа выполняется в следующей последовательности: в чистый сосуд наливают полиэфирную смолу и отвердитель (в пропорции в зависимости от марки), затем смолу и отвердитель тщательно перемешивают до получения однородной массы. Клей готов. Подготовленной смесью с помощью кисти покрывают ремонтируемое место бака накрест лежащими слоями. Потом следует подождать, пока произойдет полимеризация смолы, и тогда нанести второй и, возможно, третий слой.
Если пробоина в баке большая, необходимо выполнить следующее:
– покрыть края отверстия смолой, затем наложить на отверстие стеклоткань и покрыть ее смолой;
– в том же порядке наложить еще 2–3 слоя стеклоткани, промазывая каждый слой смолой.
Отметим, что соединенные вместе слои стеклоткани и смолы обладают прочностными характеристиками, сравнимыми с характеристиками металла бензобака.
Во всех случаях ремонта перед установкой топливного бака необходимо убедиться в отсутствии в нем утечек.
