Регистрация Войти
Вопрос

Как именно повышение температуры двигателя приводит к поломке автомобиля?

На приборной панели моего автомобиля (как и у большинства людей) есть датчик температуры двигателя, но если по какой-то причине температура двигателя повышается (из-за недостаточного охлаждения или чего-то ещё), автомобиль выходит из строя, и двигателю требуется время, чтобы снова остыть.



Например, в Top Gear машины часто перегревались, что всегда приводило к их поломке (и часто сопровождалось дымом).



Что на самом деле происходит внутри двигателя, из-за чего он начинает неправильно работать при высоких температурах?



У меня была мысль, что охлаждающая жидкость двигателя станет менее вязкой. Я до сих пор не понимаю, как это может привести к поломке двигателя.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/24559/how-exactly-does-an-increase-in-engine-temperature-cause-a-car-to-breakdown
1
+ Читать

10 Комментариев

  1. Ты спросил




    Что на самом деле происходит внутри двигателя, из-за чего он начинает неправильно работать при высоких температурах?




    Ответ



    Одной из многих причин выхода двигателя из строя из-за высокой температуры является увеличение диаметра поршня из-за нагрева. Как вы заметили, при нагревании предметы увеличиваются в размерах. В ситуации, когда двигатель заклинивает из-за перегрева, внешний диаметр (ВД) поршня увеличивается настолько, что становится больше внутреннего диаметра (ВД) цилиндра, в котором он движется.



    При заклинивании из-за перегрева и очень высокого трения поршень останавливает вращение коленчатого вала, поскольку двигатель не может создать достаточную мощность, чтобы преодолеть трение заклинившего поршня в цилиндре.



    После остывания ДВС поршень сожмётся и позволит двигателю провернуться, если не будет физического сопротивления из-за фактического заклинивания.



    В некоторых случаях двигатель можно запустить после перегрева. Это не означает, что он находится в хорошем рабочем состоянии или что срок его службы и надёжность не пострадали. Скорее всего, кольца, поршень и цилиндр необратимо повреждены и требуют замены и обработки, чтобы двигатель внутреннего сгорания мог нормально работать.



    Другие Аффекты




    • Подшипники скольжения для коленчатого вала и шатунов


    • Шланги радиатора/системы охлаждения могут лопнуть из-за повышенного давления в системе охлаждения.


    • Старые или некачественные радиаторы могут выйти из строя из-за повышенного внутреннего давления в системе охлаждения


    • Прокладка головки блока цилиндров может выйти из строя из-за повышенной температуры охлаждающей жидкости ИЛИ из-за деформации во время остывания, а также из-за того, что слишком усердный водитель заливает холодную воду в радиатор до того, как двигатель остынет медленно и равномерно


    • Держатели верхних кулачков cam


    • Различные другие компоненты

  1. Другая проблема заключается в том, что при повышении температуры металлические компоненты также немного увеличиваются в размере. Я не уверен, насколько сильно это влияет на работоспособность, поскольку увеличение всё же незначительное, а повышение температуры — небольшое.



    Насколько я понимаю, предупреждение о высокой температуре означает не столько то, что в системе слишком жарко, сколько то, что охлаждающая жидкость недостаточно эффективно отводит тепло от двигателя. Если температура достигает 100 градусов по Цельсию, то в системе фактически остаётся минимум воды, а вместо неё — пар. Этот пар гораздо хуже отводит тепло, чем жидкая вода. Таким образом, возникает цикл положительной обратной связи, который легко выходит из-под контроля, и двигатель перегревается, что приводит к его повреждению.



    Ваш вопрос скорее о том, что вредит двигателю. Я подозреваю, что это сочетание снижения вязкости, приводящего к уменьшению смазки, а также небольшого набухания, которое при температуре 200 градусов становится более заметным. Кроме того, при такой температуре могут измениться химические свойства охлаждающей жидкости и топлива, что приведёт к эффектам, отличным от тех, на которые рассчитан двигатель. Также при высоких температурах резиновые/пластиковые уплотнения могут начать деформироваться и разрушаться, что снизит их эффективность.
  1. @HandyHowie Извините, я забыл, что точки пересечения с осью абсцисс находятся не в одной точке! Моя ошибка.
  1. @HandyHowie кроме того, антифриз повышает температуру кипения воды, а не только температуру замерзания. Температура кипения 50-процентного пропиленгликоля при атмосферном давлении уже составляет 106 °C, так что с учётом всех эффектов мы получаем около 130 °C / 266 °F.
  1. Это не на 6 градусов больше, а на 23 градуса больше по Цельсию. Вода кипит при 100 °C, если прибавить 43 °F, которые вы назвали, получится 123 °C.
  1. @Lui — масло выполняет функции охлаждения, очистки, защиты от трения, а также смазки. (Примечание: смазка и защита от трения — это не одно и то же.) Масло играет важнейшую роль в охлаждении, в этом нет никаких сомнений.
  1. Хорошая мысль, я об этом не подумал. «Заводские крышки радиатора обычно повышают давление в системе охлаждения на 14 или 15 фунтов на квадратный дюйм и повышают температуру кипения примерно на 43 градуса по Фаренгейту», источник. То есть повышение не такое уж значительное (~6 градусов по Цельсию)
  1. Поскольку охлаждающая жидкость в двигателе находится под давлением, вода не превратится в пар при температуре 100 °C.
  1. Насколько я понимаю, автомобильное масло предназначено для смазки внутри двигателя и, возможно, для передачи тепла от середины двигателя к его внешней части, где тепло передаётся охлаждающей жидкости двигателя. Охлаждающая жидкость двигателя циркулирует по замкнутому контуру и охлаждается в радиаторе. Охлаждающая жидкость обычно представляет собой вещество на водной основе, поскольку масла слишком вязкие, чтобы циркулировать по контуру в тонких трубках.
  1. Вы упомянули, что в системе будет минимальное количество воды, но двигатель охлаждается с помощью автомобильного масла, которое, как я думал, испаряется при температуре около 300 °C. В остальном ваши доводы звучат правдоподобно.
Вы уже ответили на этот вопрос