Система охлаждения двигателя
Система охлаждения служит для поддержания оптимального температурного режима двигателя путем регулируемого отвода тепла от наиболее нагревающихся деталей. Оптимальный температурный режим обеспечивает получение максимальной мощности, высокой экономичности и длительного срока службы двигателя.
Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости (Тосол-А) в системе обеспечивается насосом, а связь системы охлаждения с атмосферой осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении и разрежении), находящиеся в пробках радиатора и расширительного бачка.
Система охлаждения двигателя включает рубашку охлаждения головки и блока цилиндров, радиатор, насос, термостат, вентилятор, расширительный бачок, соединительные трубопроводы и сливные краники. Кроме того, в систему охлаждения входят отопитель кузова автомобиля и обогреватель впускного трубопровода и корпуса дроссельных заслонок карбюратора.
Принципиальная схема системы охлаждения двигателя автомобиля «Нива» ВАЗ-2121 представлена на рис. 9.
Рис. 9. Принципиальная схема системы охлаждения двигателя:
1 — отопитель; 2 — край отопителя; 3 — Карбюратор; 4 — головка блока цилиндров; 5 — насос; 6 — пробка радиатора; 7 — расширительный бачок; 8 — радиатор; 9 — обводной трубопровод: 10 — термостат; 11 — блок цилиндров.
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. 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. Одновременно меньшая часть жидкости поступает из головки блока цилиндров в обогреватель (рубашку) впускного трубопровода и корпуса дроссельных заслонок карбюратора 3, а при открытом кране 2 в отопитель 1 кузова 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 карбюратора и отопитель кузова 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 с клапанами. Бачок компенсирует изменения объема охлаждающей жидкости, и в системе поддерживается постоянный объем циркулирующей жидкости.
Насос охлаждающей жидкости (рис. 10) центробежного типа, обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Вал 5 насоса установлен в крышке 6 в двухрядном неразборном подшипнике 4. На валу насоса напрессованы крыльчатка 8 и ступица 3 вентилятора. 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 от шкива, который установлен на переднем конце коленчатого вала. Этим ремнем также вращается шкив генератора.
Рис. 10. Насос охлаждающей жидкости:
1 — шкив насоса; 2 — вентилятор; 3 — ступица; 4 — подшипник; 5 — вал; 6 — крышка; 7 — уплотнитель; 8 — крыльчатка; 9 — корпус.
Термостат (рис. 11) способствует ускорению прогрева двигателя и регулирует в определенных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор. Термостат представляет собой автоматический клапан. Он с твердым наполнителем, неразборный, имеет два входных патрубка 1 и 13, выходной патрубок 6, два клапана (основной 9, 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 13 — с нижним бачком радиатора. Чувствительный элемент термостата включает баллон 4, резиновую диафрагму 5 и шток 12. Внутри баллона, между его стенками и резиновой диафрагмой, находится твердый наполнитель (мелкокристаллический воск), обладающий высоким коэффициентом объемного расширения. Основной клапан 9 термостата 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 клапан 2 термостата. При возрастании температуры охлаждающей жидкости более 80 °С в чувствительном элементе плавится твердый наполнитель и объем его увеличивается. Вследствие этого шток выходит из баллона,, и баллон перемещается вверх. Дополнительный клапан при этом начинает закрываться и при температуре более 94 °С перекрывает проход охлаждающей жидкости от двигателя к насосу. Основной клапан в этом случае открывается полностью, и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор.
Рис. 11. Термостат:
1 — входной патрубок от двигателя; 2 — дополнительный клапан; 3 — пружина дополнительного клапана; 4 — баллон; 5 — резиновая диафрагма; 6 — выходной патрубок; 7 — пружина основного клапана; 8 — седло основного клапана; 9 — основной клапан; 10 — держатель; 11 — регулировочная гайка; 12 — шток; 13 — входной патрубок от радиатора 14 — наполнитель; 15 — обойма.
Радиатор (рис. 12) обеспечивает отвод тепла охлаждающей жидкости в атмосферу. Он трубчато-пластинчатый, имеет вертикальное расположение трубок и горизонтальное расположение охлаждающих пластин. Бачки радиатора и трубки — латунные, а охлаждающие пластины — стальные, луженые. 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 0,5кГс/см 2 (0,05 МПа), и закипевшая охлаждающая жидкость через патрубок 6 и соединительный шланг выбрасывается в расширительный бачок. Впускной клапан не имеет пружины и обеспечивает связь системы охлаждения с атмосферой через расширительный бачок и резиновый клапан в его пробке, срабатывающий при давлении, близком к атмосферному. Впускной клапан выпускает 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:
1 — нижний бачок; 2 — сердцевина; 3 — верхний бачок; 4 — заливная горловина; 5 — пробка радиатора; 6 — патрубок отвода паров; 7 — впускной клапан; 8 — выпускной клапан; 9 — кожух вентилятора.
Для направления воздушного потока через радиатор и более эффективной работы вентилятора за радиатором установлен кожух 9 вентилятора, состоящий из двух половин.
Вентилятор (см. рис. 10) увеличивает скорость и количество воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор шестилопастной, изготовлен из пластмассы. Лопасти имеют скругленные концы и расположены под углом к плоскости вращения вентилятора. Вентилятор крепится к ступице 4 на валу насоса охлаждающей жидкости. Между вентилятором и ступицей устанавливается шкив 1 привода насоса охлаждающей жидкости.
Схема системы охлаждения двигателя ваз 2121
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/см 2 (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.