Как выдерживают двигатели внутреннего сгорания высокую температуру?
Температура двигателей внутреннего сгорания во время воспламенения топлива значительно превышает температуру плавления компонентов силового агрегата. Например, при сгорании топлива внутри двигателя температура может достигать 1600-2200 °C. Как же тогда двигатели не выходят длительное время из строя, если температура плавления алюминия составляет 659 °C, железа – 1530 °C, чугуна – 1260 °C, высокоуглеродистой стали – 1353 °C и т. д.?
Обычно в техническом центре при ТО мастера рекомендуют нам постоянно контролировать температуру двигателя, следя за температурным датчиком на приборной панели. Это необходимо, чтобы своевременно среагировать на рост температуры двигателя, дабы избежать его перегрева.
Но многие автолюбители забывают, что, как правило, этот температурный датчик не имеет ничего общего с реальной температурой силового агрегата. На самом деле этот датчик показывает температуру охлаждающей жидкости (антифриза).
Именно охлаждающая жидкость, которая циркулирует внутри двигателя, и является защитой от расплавления компонентов двигателя. Все дело в теплопроводности. Охлаждающая жидкость проходит через головку и блок цилиндров двигателя, забирая лишнее тепло, образующееся в процессе сгорания топлива.
Затем нагретая охлаждающая жидкость попадает в радиатор, где снова охлаждается потоками воздуха во время движения или потоками воздуха от вентилятора охлаждения, когда машина стоит на месте. Благодаря системе охлаждения нагретые металлические компоненты двигателя отдают тепло с определенной скоростью антифризу, за счет чего достигается инженерный баланс, сохраняющий мотор в исправном состоянии.
В автомобилях и мотоциклах с двигателем внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением радиатор подключается к каналам, проходящим через двигатель и головку цилиндров, через которые прокачивается жидкость (охлаждающая жидкость). Эта жидкость может быть водой (используется в климате, где вода в холодное время не замерзает). Но чаще всего охлаждающая жидкость – это смесь воды и антифриза в пропорциях, соответствующих климату.
Как же антифриз или вода забирает так быстро большую часть тепла от нагретого сгоранием топлива двигателя? Это возможно благодаря так называемому эффекту микрокипения.
Микрокипение – это маленькие пузырьки, которые видны на дне кастрюли, прежде чем вода начнет кипеть равномерно по всей емкости, достигнув температуры 100 °C. То есть, по сути, охлаждающая жидкость нагревается почти до кипящего состояния, в результате чего в системе охлаждения образуется микрокипение. Это способствует более быстрому поглощению тепла от двигателя. Естественно, это стало возможным благодаря циркуляции охлаждающей жидкости по системе. Как мы уже сказали, нагретая, с микропузырьками, охлаждающая жидкость попадает в радиатор автомобиля, где пузырьки исчезают, так как жидкость остывает за счет сильных потоков воздуха. 
Вот почему если пробить радиатор или расширительный бачок, а также если лопнет один из патрубков, по которым циркулирует в системе охлаждающая жидкость, то двигатель автомобиля очень быстро перегреется, достигнув критических значений. В итоге мотор выйдет из строя еще задолго до точки плавления металлов, так как из-за высоких температур многие внутренние компоненты мотора просто-напросто деформируются.
Также двигатель можно перегреть в результате кипения антифриза. Например, это может произойти в результате потери свойств охлаждающей жидкости или в связи с использованием некачественного антифриза. К сожалению, во время кипения охлаждающей жидкости радиатор может не справиться со своей задачей, чтобы удалить из жидкости большие пузыри. В этом случае системе охлаждения не удастся понизить температуру антифриза до того уровня, чтобы эффективно охлаждать двигатель.
Инженерная конструкция двигателя, системы смазки и конструкция мотора созданы таким образом, чтобы поддерживать внутри двигателя температуру металлических компонентов на уровне ниже точки плавления. Это достигается за счет оптимальной смазки двигателя маслом (надо помнить, что моторное масло не только уменьшает трение между деталями, но также является жидкостью для снижения температуры внутри мотора) и скорости циркуляции антифриза в системе.
Так что, несмотря на то что внутри двигателя температура может достигать 2200 °C, а температура плавления металлов, используемых в конструкции силового агрегата намного ниже, благодаря грамотной системе охлаждения двигатели внутреннего сгорания длительно не выходят из строя из-за перегрева.
Вот почему, если вы заметили, что температура охлаждающей жидкости в вашей машине начала расти (стрелка на температурном датчике начала ползти ближе к красной зоне), вам необходимо как можно быстрее остановить автомобиль и заглушить его, чтобы избежать перегрева мотора. В этом случае вам понадобится тщательная диагностика, для того чтобы выяснить причину роста температуры антифриза.
Если же ваш мотор уже перегрелся (закипела охлаждающая жидкость), то ни в коем случае не выключайте сразу двигатель, чтобы избежать резкого перепада температуры силового агрегата, который может привести к глобальным проблемам с мотором. В этом случае включите печку (обогрев салона) на полную мощь и дайте поработать двигателю на холостых оборотах. Благодаря теплообмену системы отопления лишнее тепло от двигателя будет уходить в салон. В итоге вы сможете понизить температуру двигателя и после этого заглушить его.
