Система охлаждения двигателя ЗМЗ 402

Любой бензиновый мотор должен иметь охлаждение. Система охлаждения двигателя ЗМЗ 402 имеет характерное строение для времени своего производства. Циркуляция охлаждающей жидкости проводится принудительно, при помощи водяного насоса. Вся система имеет вид кольца, по которому движется ОЖ.

Схема системы охлаждения

Схема системы охлаждения 402 ДВС достаточно простая. Так, охлаждается двигатель при помощи охлаждающей жидкости, которой может служить вола, тосол, и в редких случаях даже антифриз. Схема движения жидкости — кольцевая, и выглядит следующим образом: радиатор — патрубок — термостат — водяная рубашка — водяной насос — патрубки — радиатор.

Конечно, кроме основных элементов, по которым движется ОЖ, в систему входит вентилятор, датчик температуры, элементы отопителя.

Чтобы понимать более наглядно, стоит рассмотреть непосредственную схему циркуляции ОЖ, а также элементы, которые в неё входят:

I — с одним отопителем;
II — с двумя отопителями и электронасосом (для фургонов с двумя рядами сидений и автобусов);
1 — расширительный бачок;
2 — термостат;
3 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;
4 — радиатор;
5 — сливная пробка (кран) радиатора;
6 — вентилятор;
7 — ремень привода вентилятора;
8 — ремень привода насоса охлаждающей жидкости;
9 — насос охлаждающей жидкости;
10 — сливной кран блока цилиндров;
12 — электронасос системы отопления;
11, 13 — кран отопителя;
14 — радиатор дополнительного отопителя;
15, 16 — радиатор основного отопителя;
17 — основной клапан термостата;
18 — байпасный клапан.

Устройство и элементы

Охлаждение мотора ЗМЗ 402 (система охлаждения) имеет простую конструкцию и состоит только с основных элементов, что делает возможным самостоятельный ремонт. Рассмотрим, основные элементы системы ОЖ, а также возможные неисправности и ремонт.

Термостат

Наиболее часто со строя выходит термостат. В первую очередь, это связано с некачественными запасными частями. Термостат выполняет роль регулировочного клапана, который контролирует поток циркуляции ОЖ по движку. Как известно, двигатель 402 имеет большой и малый круг циркуляции «охлаждайки».

При запуске мотора и его прогреве ОЖ движется по малому кругу, что даёт возможность быстрого прогрева. Когда температура достигает 60-70 градусов Цельсия, термостат открывается, и жидкость начинает циркулировать по большому кругу, через радиатор.

Рабочей температурой работы мотора является диапазон 87-103 градуса Цельсия. Если движок не нагревается до этого показателя, или превышает его, то это означает, что термостат имеет неисправность. Зачастую, как показывает практика, это заклинивание детали связанная с износом или образованием накипи внутри корпуса.

Сменить деталь достаточно просто самостоятельно. Для этого необходимо слить ОЖ до уровня ниже расположения термостата. Затем, необходимо открутить подводящий патрубок и демонтировать крышку, в которой расположено изделие. Снимаем старую деталь, и устанавливаем новый термостат, не забыв сменить уплотнитель. Дальнейшие операции проводятся в обратной последовательности от разборки.

Водяной насос

Водяной насос играет весьма важную роль. Он обеспечивает циркуляцию ОЖ по всей системе. В движке ЗМЗ 402 — этот процесс постоянный и принудительный. Помпа имеет несколько элементов, а поэтому её можно разобрать и перебрать. Располагается водяной насос в передней части блока цилиндров и приводится в движение при помощи ремня.

Наиболее частыми неисправностями считаются — износ подшипников вала и выработка крыльчатки. Эти детали, как непосредственно и сам вал, можно найти в продаже на авторынке. Замена деталей проводится достаточно просто.

Для этого необходимо демонтировать деталь с автомобиля, а затем сменить изношенные детали на новые.

Радиатор и вентилятор

Радиатор системы охлаждения с завода устанавливается медный 3-рядный, но многие автолюбители в процессе эксплуатации меняют его на 3-рядный алюминиевый. Так, мотор охлаждается намного лучше, что обеспечивает более стабильную работу и увеличивает безопасность.

Деталь выполняет роль охладителя, которая охлаждается при помощи встречного потока воздуха и вентилятора. Вентилятор охлаждения на 402-м моторе имеет принудительную систему и работает только тогда, когда крутится коленчатый вал. Таким образом, очень тяжело перегреть мотор. Располагается крыльчатка вентилятора на шкиве коленчатого вала, и в непосредственной близости к задней части радиатора, что обеспечивает высокую степень охлаждения детали.

Патрубки и водяная рубашка

Патрубки служат соединителями между разными деталями системы охлаждения. При износе деталей происходит утечка ОЖ, приведёт к снижению уровня жидкости. Последствием станет постоянный перегрев мотора, за чем последует деформация и прогиб головки блока.

Водяная рубашка выполняет роль поглотителя тепла непосредственно внутри блока цилиндров, после чего всё выводится к радиатору для проведения последующего охлаждения. Износ, а точнее коррозия водяной рубашки приведёт к утечке «охлаждайки», что может послужить гидроударом, если ОЖ попадёт в цилиндры.

Модернизация

Модернизация системы охлаждения двигателя ЗМЗ 402 проводится своими руками. Для более эффективного охлаждения на движок ставятся силиконовые патрубки. Термостат меняется с внутреннеблочного на наружный. Как говорилось ранее, для улучшения всей системы необходимо установить 3-х рядный алюминиевый радиатор.

Чтобы окончательно модернизировать систему, рекомендуется установить и подключить электровентилятор с датчиком системы охлаждения. Лить в систему нужно тосол, чтобы система была меньше подвержена коррозии.

Вывод

Система охлаждения 402 мотора простая и имеет только основные элементы. Поэтому, ремонтировать данный узел достаточно просто своими руками, что и делают большинство автолюбителей. В систему охлаждения входят такие элементы: радиатор, вентилятор, водяной насос, термостат, расширительный бачок, патрубки, водяная рубашка и система отопления.

Система охлаждения двигателей ЗМЗ–409051.10 и ЗМЗ–409052.10 («ZMZ PRO»).

Система охлаждения двигателей ЗМЗ–409051.10 и ЗМЗ–409052.10 («ZMZ PRO»).

Система охлаждения.

Система охлаждения (рис.1) – жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.

Система охлаждения двигателя состоит из рубашек охлаждения блока цилиндров 8 и головки цилиндров 1, водяного насоса 7, термостата 2 и сливного краника или пробки 10.

Вентилятор системы охлаждения и шкив привода вентилятора установлены на опоре вентилятора 6, объединенной с передней крышкой головки цилиндров.

Другие записи по двигателям:

Система охлаждения двигателя.

– – – штриховыми линиями показаны детали, устанавливаемые на автомобиле.

1 – рубашка охлаждения головки цилиндров; 2 – термостат; 3 – штуцер отвода жидкости к расширительному бачку; 4 – вентилятор (устанавливается на автомобиле); 5 – датчик температуры охлаждающей жидкости системы управления; 6 – опора вентилятора; 7 – водяной насос; 8 – рубашка охлаждения блока цилиндров; 9 – трубка забора охлаждающей жидкости; 10 – сливная пробка на блоке цилиндров; 11 – патрубок отопителя.

Циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается центробежным водяным насосом, приводимым от коленчатого вала. Насос подает жидкость в рубашку охлаждения блока цилиндров, откуда жидкость поступает в рубашку головки цилиндров и в термостат. Термостат автоматически регулирует подачу охлаждающей жидкости в радиатор в зависимости от её температуры.

Через штуцер 3 из корпуса термостата в расширительный бачок отводится воздух при заполнении системы и возникающий в системе охлаждения пар. Слив охлаждающей жидкости из двигателя осуществляется через пробку 10, расположенную на левой стороне блока цилиндров.

Оптимальный температурный режим охлаждающей жидкости с точки зрения минимума износов и расхода топлива лежит в пределах плюс 80…100 °С. Указанная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически.

Контроль температурного режима двигателя осуществляется по указателю температуры и сигнализатору перегрева (контрольная лампа), находящихся в составе комбинации приборов автомобиля.

Указатель температуры охлаждающей жидкости управляется сигналом, формируемым блоком управления на основании информации от датчика температуры 5, размещенного в корпусе термостата.

Водяной насос (рис.2) – центробежного типа, установлен на крышке цепи.

Подача охлаждающей жидкости насосом осуществляется в блок цилиндров.

Герметичность насоса обеспечивается самоподжимным торцевым уплотнением 4, которое запрессовывается в корпус водяного насоса 5 и напрессовывается на валик подшипника 10.

Проникающая через уплотнение охлаждающая жидкость не попадает в подшипник, а стекает через отверстие в дренажную полость 7, закрытую заглушкой 9. Скапливающаяся в дренажной полости жидкость в процессе работы двигателя постепенно испаряется через отверстия 3 и 8.

Наличие постоянной течи из контрольного отверстия 8 дренажной полости говорит о потере герметичности уплотнения и необходимости ремонта или замены водяного насоса.

Подшипник 10 удерживается от перемещения в корпусе водяного насоса фиксатором 2, который завернут до упора и закернен. Подшипник с двумя защитными уплотнениями заполнен смазкой на предприятии-изготовителе, в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется.

На валик подшипника напрессованы стальная штампованная крыльчатка 6 и ступица 1, к которой крепится тремя болтами изготовленный из пресс-материала дозирующегося стекловолокнита шкив привода насоса.

Водяной насос.

1 – ступица шкива; 2 – фиксатор подшипника; 3 – пароотводящее отверстие; 4 – уплотнение; 5 – корпус водяного насоса; 6 – крыльчатка; 7 – дренажная полость; 8 – контрольное отверстие; 9 – заглушка; 10 – подшипник.

Привод водяного насоса на двигателях без компрессора кондиционера производится поликлиновым ремнем 6PK 1275 от шкива коленчатого вала совместно с приводом генератора (рис.3). Передаточное число привода – 1,15.

Вид спереди двигателей с насосом ГУР.

1 – шкив вентилятора; 2 – шкив генератора; 3 – ремень привода генератора и водяного насоса;
4 – автоматический механизм натяжения ремня; 5 – шкив водяного насоса; 6 – шкив насоса
ГУР; 7 – ремень привода вентилятора и насоса ГУР; 8 – шкив коленчатого вала.

Натяжение ремня и демпфирование возникающих в приводе колебаний обеспечивается автоматическим механизмом натяжения 4. В процессе эксплуатации автоматический механизм натяжения не требует обслуживания и регулировки.

Привод вентилятора и насоса ГУР на двигателях без компрессора кондиционера производится от коленчатого вала дополнительным поликлиновым ремнем 7. Натяжение ремня осуществляется изменением положения насоса ГУР.

Привод водяного насоса на двигателях с компрессором кондиционера производится от коленчатого вала совместно с приводом вентилятора, насоса ГУР, генератора и компрессора кондиционера одним ремнём 6 (рис.4). Натяжение ремня осуществляется автоматическим механизмом натяжения 4. Компрессор кондиционера и генератор устанавливаются на чугунный кронштейн агрегатов, закреплённый на двигателе.

Вид спереди двигателей с компрессором кондиционера и насосом ГУР.

1 – шкив генератора; 2 – шкив компрессора кондиционера; 3 – направляющие ролики; 4 – авто-
матический механизм натяжения ремня; 5 – шкив вентилятора; 6 – ремень; 7 – шкив насоса
ГУР; 8 – шкив водяного насоса; 9 – шкив-демпфер коленчатого вала.

Термостат (рис.5) – с твердым наполнителем, двухклапанный, с автоматическим дренажным клапаном. Термостат расположен в алюминиевом корпусе, установленном на выходном отверстии рубашки охлаждения головки цилиндров, и соединен шлангами с водяным насосом, радиатором и расширительным бачком.

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру охлаждающей жидкости в двигателе, отключая и включая циркуляцию жидкости по большому кругу через радиатор.

Схема работы термостата.

А – термостат закрыт; Б – термостат открыт; I – в водяной насос и далее в водяную рубашку блока цилиндров двигателя; II – из водяной рубашки головки цилиндров двигателя; III – в радиатор; 1 – крышка термостата; 2 – основной клапан; 3 – дренажный клапан; 4 – перепускной клапан; 5 – перепускной патрубок.

На холодном двигателе основной клапан 2 термостата закрыт и вся охлаждающая жидкость циркулирует через открытый перепускной клапан 4 термостата в водяной насос по малому кругу, минуя радиатор.

При прогреве двигателя и подъеме температуры охлаждающей жидкости до плюс 82±2 °С основной клапан термостата начинает открываться, а перепускной – закрываться. При этом часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать по большому кругу через радиатор охлаждения.

При температуре плюс 97±2 °С основной клапан открыт полностью на величину не мене 8,5 мм, перепускной клапан при этом закрыт и вся охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор по большому кругу.

Во фланце термостата выполнено отверстие с автоматическим дренажным клапаном 3. Отверстие служит для выхода воздуха при заправке системы охлаждения. При работе двигателя водяной насос создает давление жидкости, под действием которого шарик клапана поднимается и закрывает отверстие, препятствуя утечке жидкости в радиатор.

Герметичность соединения крышки термостата с корпусом обеспечивается резиновой прокладкой П-образного профиля, устанавливаемой на опорный фланец термостата.

Термостат в корпус должен быть установлен таким образом, чтобы выступ на стойке термостата зашел в паз корпуса, что обеспечивает наименьшее сопротивление потоку охлаждающей жидкости.

Внимание!

• Запрещается эксплуатация двигателя без термостата, что приведет в летнее время к перегреву двигателя, зимой – к долгому прогреву и работе двигателя на пониженном температурном режиме. Поддержание термостатом рабочего температурного режима в системе охлаждения оказывает решающее влияние на износ деталей двигателя и экономичность его работы.

Опора вентилятора (рис.6) – объединена с передней крышкой головки цилиндров. В передней крышке 1 головки цилиндров, отлитой из алюминиевого сплава, установлен на анаэробном герметике комбинированный специальный подшипник 2 с двухсторонним уплотнением, на валик которого напрессована ступица 3 крепления шкива вентилятора. Подшипник заполнен смазкой на заводе изготовителе и в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется. Со стороны головки цилиндров подшипник закрыт крышкой 4, установленной на анаэробном герметике.

Передний конец ступицы имеет левую резьбу для установки вязкостной муфты с вентилятором.

Конструкция передней крышки головки цилиндров с опорой вентилятора неразборная, при выходе из строя подшипника следует заменить узел в сборе.

Опора вентилятора.

1 – передняя крышка головки цилиндров; 2 – подшипник опоры вентилятора; 3 – ступица шкива вентилятора; 4 – крышка.

Водяной насос.

Для проведения ремонта водяного насоса предприятием-изготовителем двигателя выпускается комплект 406.1307002-10, состоящий из подшипника, крыльчатки и уплотнения.

Разборка насоса производится в следующем порядке:

• с помощью съемника снять крыльчатку (рис.7);
• с помощью специального приспособления снять ступицу шкива насоса (рис.8);
• вывернуть фиксатор подшипника;
• выпрессовать из корпуса подшипник (рис.9). Выпрессовку подшипника производить на прессе или с помощью медной оправки. Для более легкой выпрессовки рекомендуется нагреть водяной насос до температуры плюс 80 °С;
• выпрессовать уплотнение из корпуса (рис.10).

Сборка насоса производится в следующем порядке:

• с помощью оправки запрессовать подшипник с валиком в сборе в корпус так, чтобы гнездо под фиксатор на обойме подшипника совпало с отверстием в корпусе насоса (рис.11);
• с помощью оправки запрессовать уплотнение на вал подшипника и в корпус насоса, не допуская перекоса (рис.12). Для запрессовки уплотнения использовать оправку (рис.13), с помощью которой обеспечивается необходимое сжатие пружины уплотнения;
• завернуть фиксатор подшипника и закернить, чтобы не происходило его самоотворачивание;
• напрессовать на валик подшипника ступицу шкива насоса, выдержав размер (106,0 ±0,2) мм (рис.14);
• напрессовать крыльчатку на валик подшипника, выдержав размер между торцом крыльчатки и торцом корпуса насоса не более 14,2 мм (рис.15). Не допускается прикладывать усилие запрессовки к обратным сторонам лопастей во избежание их деформации;
• провернуть крыльчатку вместе с валиком. Задевание крыльчатки за корпус не допускается.

Перед сборкой очистить и промыть детали насоса, удалить отложения с крыльчатки, корпуса и крышки. Проверить величину осевого перемещения наружной обоймы подшипника относительно валика, которая не должна превышать 0,13 мм при нагрузке 5 кгс.

Внимание!

• При запрессовке необходимо исключить возможность передачи усилия запрессовки через тела качения подшипника на корпус водяного насоса во избежание повреждения и поломки подшипника.
• На наружной поверхности и заплечиках металлической втулки уплотнения нанесен герметик, который обеспечивает герметичность посадки уплотнения в корпусе водяного насоса. Перед запрессовкой уплотнения оценить и не нарушать целостность покрытия герметика.
• На двигатель водяной насос устанавливать с новой прокладкой.

Снятие крыльчатки водяного насоса.

Снятие ступицы водяного насоса.

Выпрессовка подшипника с валиком водяного насоса.

Выпрессовка уплотнения водяного насос.

Запрессовка подшипника с валиком.

Запрессовка уплотнения водяного насоса.

Оправка для запрессовки уплотнения.

Напрессовка ступицы шкива водяного насоса.

Напрессовка крыльчатки водяного насоса.

Термостат.

Проверить работу термостата можно без снятия его с двигателя. После запуска холодного двигателя шланг подвода жидкости в радиатор не должен нагреваться. Постепенный рост температуры шлангов радиатора, бачков радиатора при прогреве двигателя указывает на негерметичность клапана термостата или его заклинивание в открытом положении. Интенсивный нагрев шланга подвода охлаждающей жидкости в радиатор должен происходить при открытии основного клапана – при подъеме температуры охлаждающей жидкости выше плюс 82±2 °С.

После снятия с двигателя очистить термостат, дренажное отверстие во фланце и седло основного клапана. Между основным клапаном и его седлом не должно быть загрязнений, рисок и заусенцев, приводящих к негерметичности основного клапана.

Герметичность посадки основного клапана термостата проверить по прохождению щупа 0,1 мм между основным клапаном и седлом у холодного термостата. При прохождении щупа по всей окружности клапана термостат браковать.

Проверить термостат на температуру начала открытия и полный ход клапана.

Установить термостат в воду с температурой плюс 76 °С и выдержать не менее 3 минут, после чего проверить зазор между клапаном и седлом щупом 0,1 мм. Прохождение щупа по всей окружности клапана говорит о слишком раннем открытии термостата и необходимости его замены.

Установить термостат в воду с температурой плюс 87 °С и выдержать не менее 3 минут, после чего еще раз проверить зазор щупом 0,1 мм между клапаном и седлом. Щуп должен проходить по всей окружности. Непрохождение щупа говорит о слишком позднем открытии клапана термостата и необходимости его замены.

Установить термостат в воду или глицерин с температурой плюс 99 °С и выдержать до остановки хода основного клапана, но не менее 1,5 минут, после чего проверить ход клапана штангенциркулем или шаблоном 6,8 мм. Если шаблон не проходит в зазор между клапаном и седлом, то термостат подлежит замене.

При проведении испытаний жидкость должна непрерывно перемешиваться для получения одинаковой температуры во всем ее объеме.