Система охлаждения

Система охлаждения служит для поддержания оптимального температурного режима двигателя путем регулируемого отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей. Оптимальный температурный режим (температура охлаждающей жидкости в двигателе 80-100° С) обеспечивает получение максимальной мощности, высокой экономичности и длительного срока службы двигателя.

Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытая (герметичная) с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Вместимость системы охлаждения 10,7 л. Система заполняется всесезонной охлаждающей жидкостью Тосол А-40 (антифриз, содержащий антикоррозийные и антивспенивающие присадки, с температурой начала загустевания - 40°С), замена которой производится через 60 000 км. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости в системе обеспечивается насосом, а связь внутренней полости системы охлаждения с атмосферой осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении и разрежении), находящиеся в пробках радиатора и- расширительного бачка.

Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения головки и блока цилиндров, радиатора, насоса, термостата, вентилятора, расширительного бачка, соединительных трубопроводов и сливных краников. Кроме того, в систему охлаждения входят отопитель салона кузова автомобиля и обогреватель впускного трубопровода двигателя.

Принципиальная схема системы охлаждения двигателя автомобиля "Нива" ВАЗ-2121 представлена на рис. 9. При непрогретом двигателе основной клапан термостата 10 закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор 8. В этом случае жидкость нагнетается насосом 5 в рубашку охлаждения блока 11 и головки 4 цилиндров двигателя. Из головки блока цилиндров через обводной трубопровод 9 жидкость поступает к дополнительному клапану термостата и попадает вновь в насос. Вследствие циркуляции этой части жидкости двигатель быстро прогревается.

Рис. 9. Принципиальная схема системы охлаждения двигателя

Одновременно меньшая часть жидкости поступает из головки блока цилиндров в обогреватель (рубашку) впускного трубопровода 3 двигателя, а при открытом кране 2- в отопитель 1 салона автомобиля. При прогретом двигателе дополнительный клапан термостата закрыт, а основной клапан открыт. В этом случае большая часть жидкости из головки блока цилиндров попадает в радиатор, охлаждается в нем и через открытый основной клапан термостата поступает в насос. Меньшая часть жидкости, как и при непрогретом двигателе, циркулирует через обогреватель впускного трубопровода двигателя и отопитель салона автомобиля. В некотором интервале температур основной и дополнительный клапаны термостата открыты одновременно, и охлаждающая жидкость циркулирует в этом случае по двум "кругам". Количество циркулирующей жидкости в каждом "круге" зависит от степени открытия клапанов термостата, чем обеспечивается автоматическое поддержание оптимального температурного режима двигателя.

Расширительный бачок 7, заполненный охлаждающей жидкостью, сообщается с атмосферой через резиновый клапан, установленный в пробке бачка. Бачок соединен шлангом с заливной горловиной радиатора, которая имеет пробку 6 с клапанами. Бачок компенсирует изменения объема охлаждающей 'жидкости, и в системе поддерживается постоянный объем циркулирующей жидкости. Для слива охлаждающей жидкости имеются два сливных отверстия с резьбовыми пробками, одно из которых находится в нижнем бачке радиатора, а другое в блоке цилиндров двигателя. Температура жидкости в системе контролируется указателем, датчик которого установлен в головке блока цилиндров.

Насос охлаждающей жидкости обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Насос лопастный, центробежного типа. Вал 5 насоса (рис. 10) установлен в отлитой из алюминиевого сплава крышке 6 в двухрядном не разборном подшипнике 4, который размещен в крышке и зафиксирован стопорным винтом 10. На одном конце вала напрессована литая чугунная крыльчатка 8, а на другом конце - ступица 3 вентилятора 2. При вращении вала насоса охлаждающая жидкость поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями, отбрасывается к корпусу насоса под действием центробежной силы и направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя. Уплотнительное устройство 7, установленное на валу насоса, исключает попадание жидкости в подшипник вала. Привод насоса и вентилятора осуществляется клиновым ремнем 11 от шкива 12, который установлен на переднем конце коленчатого вала. Этим ремнем также вращается шкив 13 генератора.

Рис. 10. Насос охлаждающей жидкости и вентилятор

Нормальную работу насоса и вентилятора обеспечивает правильное натяжение ремня, при котором под усилием 10 кгс (100 Н) прогиб ремня (величина К) составляет 10-15 мм. Регулировка натяжения ремня производится путем перемещения генератора в сторону от двигателя (показано стрелкой а).

Насос охлаждающей жидкости корпусом 9, отлитым из алюминиевого сплава, крепится к фланцу блока цилиндров в передней части двигателя.

Термостат способствует ускорению прогрева двигателя и регулирует в определенных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор. Термостат (рис. 11) представляет собой автоматический клапан. Он с твердым наполнителем, неразборный, имеет два входных патрубка 1 и 10, выходной патрубок 6, два клапана (основной 8, дополнительный 2) и чувствительный элемент. Термостат установлен перед входом, в насос охлаждающей жидкости и соединяется с ним через патрубок 6. Через патрубок 1 термостат соединяется с головкой блока цилиндров двигателя, а через 'патрубок 10 - с нижним бачком радиатора. Чувствительный элемент термостата состоит из баллона 4, резиновой диафрагмы 5 и штока 9. Внутри баллона, между его стенкой и резиновой диафрагмой, находится твердый наполнитель 11 (мелкокристаллический воск), обладающий высоким коэффициентом объемного расширения. Основной клапан 8 термостата с пружиной 7 начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости более 80° С. При температуре ниже 80° С основной клапан закрывает выход жидкости из радиатора, и она поступает из двигателя в насос, проходя через открытый дополнительный кланам 2 термостата с пружиной 3. При возрастании температуры охлаждающей жидкости более 80° С в чувствительном элементе плавится твердый наполнитель и объем его увеличивается. Вследствие этого шток 9 выходит из баллона 4 и баллон перемещается вверх. Дополнительный клапан 2 при этом начинает закрываться и при температуре более 94° С перекрывает проход охлаждающей жидкости от двигателя к насосу. Основной клапан 8 в этом случае открывается полностью, и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор.

Рис. 11. Термостат

Расширительный бачок служит для компенсации изменений объема охлаждающей жидкости при колебаниях ее температуры и для контроля количества жидкости в системе охлаждения. Он также содержит некоторый запас охлаждающей жидкости на ее естественную убыль и возможные потери. Бачок - пластмассовый, полупрозрачный, имеет пробку с резиновым клапаном, через который осуществляется связь его внутренней полости с атмосферой. Бачок размещается в подкапотном пространстве отделения двигателя, где он крепится к кронштейну кузова автомобиля.

Радиатор обеспечивает отвод тепла охлаждающей жидкости в атмосферу. Он (рис. 12) - трубчато-пластинчатый, имеет вертикальное расположение трубок и горизонтальное расположение охлаждающих пластин. Бачки радиатора и трубки латунные, а охлаждающие пластины стальные, луженые. Трубки и пластины образуют сердцевину 2 радиатора. В верхнем бачке 3 радиатора имеется горловина 4, через которую система охлаждения заполняется жидкостью. Горловина герметично закрывается пробкой 5, имеющей два клапана (впускной 7 и выпускной 8). Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,5 кгс/см² (0,05 МПа), и закипевшая охлаждающая жидкость через патрубок 6 и соединительный шланг выбрасывается в расширительный бачок. Впускной клапан не имеет пружин и обеспечивает связь внутренней полости системы охлаждения с атмосферой через расширительный бачок и резиновый клапан в его пробке, который срабатывает при давлении, близком к атмосферному. Впускной клапан перепускает жидкость из расширительного бачка при уменьшении ее объема в системе (при охлаждении) и пропускает в расширительный бачок - при увеличении объема (при нагревании жидкости).

Рис. 12. Радиатор

Радиатор установлен нижним бачком 1 на кронштейны кузова на двух резиновых опорах, а закреплен вверху двумя болтами через стальные распорки и резиновые втулки.

Для направления воздушного потока через радиатор и более эффективной работы вентилятора за радиатором установлен стальной кожух 9 вентилятора, состоящий из двух половин. Обе половины кожуха имеют резиновые уплотнители 10, которые уменьшают проход воздуха к вентилятору, помимо радиатора, и предохраняют от поломок кожух и радиатор при колебаниях двигателя на резиновых опорах крепления.

Радиатор не имеет жалюзи, и утепление его в случае необходимости осуществляется специальным съемным чехлом-утеплителем.

Вентилятор увеличивает скорость и количество воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор (см. рис. 10) - шестилопастный, изготовлен из пластмассы. Лопасти его имеют скругленные концы и расположены под углом к плоскости вращения вентилятора. Вентилятор крепится накладкой 14 и болтами 15 к ступице 3 на валу насоса охлаждающей жидкости, Между вентилятором и ступицей устанавливается шкив 1 привода насоса охлаждающей жидкости.