Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов двигателя ЗМЗ-40524
Впускная система состоит из впускной трубы и ресивера, отлитых из алюминиевого сплава. Геометрические параметры системы позволяют реализовать газодинамический наддув двигателя — улучшение наполнения цилиндров двигателя на определенном режиме его работы
Ресивер для увеличения жёсткости и уменьшения вибраций имеет дополнительные крепления к головке цилиндров.
Для регулирования подачи воздуха в двигатель применяется дроссельный модуль с электрическим приводом дроссельной заслонки и датчиком положения дросселя, управляемый от блока управления.
Положение дроссельной заслонки определяется текущим режимом работы двигателя и положением педали газа».
На холостом ходу подача воздуха в цилиндры двигателя осуществляется, как и на всех других режимах — через дроссель, ресивер и впускную трубу. В связи с этим, во впускной трубе отсутствует воздушный канал холостого хода.
Выпускной коллектор отлит из высокопрочного чугуна.
Для улучшения очистки цилиндров двигателя от отработавших газов патрубки от 1 и 4, 2 и 3 цилиндров соединены между собой. Это уменьшает влияние работы одного цилиндра на другой и позволяет реализовать эффект настроенного выпуска отработавших газов.
Фланцы коллектора присоединения к головке цилиндров соединены между собой ребрами, что увеличивает жесткость конструкции.
К головке цилиндров выпускной коллектор крепится через двухслойную стальную прокладку, обеспечивающую высокую надежность соединения.
Коллектор закрыт стальным штампованным экраном для уменьшения теплового воздействия на окружающие детали подкапотного пространства автомобиля.
Система вентиляции картера
Система вентиляции картера — закрытая, принудительная, действующая за счет разрежения во впускной системе, создаваемого при работе двигателя.
Система оборудована редукционным клапаном (клапаном разрежения), поддерживающим постоянное разрежение в картере двигателя.
Патрубок крышки клапанов соединен с системой впуска воздуха.
Под воздействием разрежения в системе впуска газы, прорвавшиеся при сгорании топлива в картер двигателя, поступают с масляным туманом в головку цилиндров и далее — в полость, образованную крышкой клапанов и маслоотражателем 5.
Проходя через лабиринт, образованный перегородками маслоотражателя и крышки клапанов, масляные пары отделяются от картерных газов, и осушенные картерные газы поступают через клапан разрежения 4 в систему впуска воздуха и в цилиндры двигателя, где они дожигаются.
Отделенное в маслоотделителе масло скапливается в канавках маслоотражателя, откуда сливается по отверстиям в трубках 6 в головку цилиндров.
Отсос картерных газов из крышки клапанов при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок осуществляется через малую ветвь вентиляции 2 в ресивер 1, на остальных режимах — по основной ветви вентиляции картера 3 в систему впуска на участке между воздушным фильтром и дросселем.
Запрещается эксплуатация двигателя с негерметичной системой вентиляции и открытым маслоналивным патрубком. Это вызовет повышенный унос масла с картерными газами и загрязнение окружающей среды.
Клапан разрежения — служит для поддержания разрежения в картере двигателя на постоянном уровне на всех режимах его работы и за счет этого повышается надежность работы сальниковых уплотнений коленчатого вала. Клапан разрежения установлен в крышке клапанов
Благодаря клапану разрежения в картере двигателя постоянно поддерживается разрежение 40 — 50 мм.вод.ст. (400 — 500 Па).
Клапан состоит из резиновой диафрагмы З и пружины 4, закрытых крышкой 2. В зависимости от разрежения в системе впуска диафрагма 3, преодолевая усилие пружины 4, изменяет свое положение и тем самым увеличивает или уменьшает сечение воздушного канала, сообщающего крышку клапанов с системой впуска. При сильном разрежении в системе впуска (например, при чрезмерно загрязненном воздушном фильтре) диафрагма клапана полностью перекрывает канал отсоса картерных газов.
Техническое обслуживание системы вентиляции картера
Уход за системой вентиляции картера заключается в периодической промывке и очистке каналов и шлангов.
Работу системы вентиляции картера можно проверить следующим образом:
при работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала в режиме холостого хода должно быть разрежение в картере двигателя, но не более 50 мм.вод.ст. (500 Па). Это определяется с помощью водного пьезометра, соединенного с картером двигателя через трубку указателя уровня масла.
Давление картерных газов возможно вследствие закоксовывания каналов системы вентиляции или залипания диафрагмы клапана разрежения и полного перекрытие канала отсоса картерных газов либо повышенном прорыве газов в картер двигателя.
При разрежении в картере двигателя более 50 мм.вод.ст. (500 Па) проверить состояние деталей клапана разрежения. Поврежденную диафрагму заменить.
При повышенном расходе масла на угар следует обратить внимание на герметичность маслоотражателя и засорение отверстий трубок слива масла маслоотражателя.
Негерметичность маслоотражателя или его установки приведет к проходу части картерных газов с масляным туманом минуя лабиринт маслоотделителя, неполному отделению масла, его отсосу с картерными газами в цилиндры двигателя и угару.
Устранять дефект следует установкой маслоотражателя на герметик или его заменой.
Через каждые 40 000 км пробега или в случае наличия давления картерных газов следует провести очистку деталей системы вентиляции:
1. Снять шланги вентиляции с трубкой вентиляции и крышку клапанов. Снять маслоотражатель с крышки клапанов, снять крышку клапана разрежения, вынуть диафрагму и пружину.
Осмотреть снятые детали.
Разрывы и повреждения диафрагмы, повреждения деталей, приводящие к нарушению герметичности, должны отсутствовать.
2. Очистить от смолистых отложений и нагара промывкой в бензине или керосине каналы крышки клапанов, маслоотражатель, отверстия сливных трубок маслоотражателя, диафрагму и пружину клапана разрежения, каналы в шлангах и трубке вентиляции.
При промывке не допускается использовать растворители, приводящие к разъеданию деталей из пластмассы и резины.
3. Протереть насухо детали ветошью или продуть сжатым воздухом, собрать крышку клапанов и установить снятые детали на двигатель. При сборке обеспечить герметичность соединений.
Система вентиляции картера двигателя ЗМЗ-40524
Рис. 1.24. Система вентиляции картера: 1 — ресивер; 2 — канал малой ветви вентиляции картера; 3 — канал основной ветви вентиляции картера; 4 — клапан разрежения; 5 — маслоотражатель; 6 – трубка слива отделенного масла; 7 — крышка клапанов; 8 — впускная труба
Патрубок крышки клапанов соединен с системой впуска воздуха. Под воздействием разрежения в системе впуска газы, прорвавшиеся при сгорании топлива в картер двигателя, поступают с масляным туманом в головку цилиндров и далее — в полость, образованную крышкой клапанов и маслоотражателем 5. Проходя через лабиринт, образованный перегородками маслоотражателя и крышки клапанов, масляные пары отделяются от картерных газов, и осушенные картерные газы поступают через клапан разрежения 4 в систему впуска воздуха и в цилиндры двигателя, где они дожигаются.
Отделенное в маслоотделителе масло скапливается в канавках маслоотражателя, откуда сливается по отверстиям в трубках 6 в головку цилиндров.
Отсос картерных газов из крышки клапанов при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок осуществляется через малую ветвь 2 вентиляции в ресивер 1, на остальных режимах – по основной ветви 3 вентиляции картера в систему впуска на участке между воздушным фильтром и дросселем.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ эксплуатация двигателя с негерметичной системой вентиляции и открытым маслоналивным патрубком. Это вызовет повышенный унос масла с картерными газами и загрязнение окружающей среды.
Клапан разрежения (рис. 1.25) служит для поддержания разрежения в картере двигателя на постоянном уровне на всех режимах его работы. Клапан разрежения установлен в крышке клапанов.
Рис. 1.25. Клапан разрежения: 1 — крышка клапанов; 2 — крышка клапана разрежения; 3 — диафрагма; 4 — пружина
Благодаря клапану разрежения в картере двигателя постоянно поддерживается разрежение 40-50 мм.вод.ст. (400-500 Па).
Клапан состоит из резиновой диафрагмы 3 и пружины 4, закрытых крышкой 2. В зависимости от разрежения в системе впуска диафрагма 3, преодолевая усилие пружины 4, изменяет свое положение и тем самым увеличивает или уменьшает сечение воздушного канала, сообщающего крышку клапанов с системой впуска. При сильном разрежении в системе впуска (например, при чрезмерно загрязненном воздушном фильтре) диафрагма клапана полностью перекрывает канал отсоса картерных газов.
Система охлаждения двигателя ЗМЗ-40524
Система охлаждения (рис. 1.26) жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией. Система состоит из водяной рубашки в блоке цилиндров и головке цилиндров, водяного насоса 11 с электромагнитной муфтой в сборе, термостата 6, радиатора 8, расширительного бачка, крана 13 слива охлаждающей жидкости, крана 15 отопителя, датчика 7 температуры охлаждающей жидкости системы управления.
Рис. 1.26. Схема системы охлаждения двигателя: 1 — радиатор отопителя; 2- отводящий шланг радиатора отопителя; 3 — тройник; 4- пробка тройника; 5 — рубашка охлаждения головки цилиндров; 6 — термостат; 7 — датчик температуры охлаждающей жидкости системы управления; 8 — радиатор; 9 — сливная пробка радиатора; 10 — вентилятор; 11 — водяной насос с электромагнитной муфтой; 12 — рубашка охлаждения блока цилиндров; 13- краник слива охлаждающей жидкости; 14 — электронасос системы отопления; 15 — кран отопителя; 16 — радиатор дополнительного отопителя*
В систему также включен радиатор 1 отопителя кабины, радиатор 16
дополнительного отопителя* и электронасос 14 системы отопления.
Циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается центробежным водяным насосом, приводимым от коленчатого вала. Насос подает жидкость в рубашку охлаждения 12 блока цилиндров, откуда жидкость поступает в рубашку 5 головки цилиндров и далее в корпус термостата 6. Термостат автоматически регулирует подачу охлаждающей жидкости в радиатор в зависимости от её температуры.
Через штуцер крышки термостата в расширительный бачок отводится воздух при заполнении системы и возникающий в системе охлаждения пар.
Слив охлаждающей жидкости из двигателя осуществляется через краник
13, расположенный 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.
* — устанавливается на автобусах
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 7, размещенного в корпусе термостата.
Лампа сигнализатора перегрева охлаждающей жидкости загорается красным цветом при превышении температуры охлаждающей жидкости предельно-допустимого значения 105 °С.
Водяной насос (рис. 1.27) — центробежного типа, с электромагнитной муфтой привода вентилятора, установлен на крышке цепи, подача охлаждающей жидкости насосом осуществляется в блок цилиндров.
Рис. 1.27. Водяной насос с электромагнитной муфтой: 1 — ступица вентилятора; 2 — шкив; 3
фиксатор подшипника; 4 — отверстие для испарения жидкости; 5 — гнездовая колодка; 6 — корпус водяного насоса; 7 — уплотнение; 8 — крыльчатка; 9 — дренажная полость; 10 — контрольное отверстие; 11 — подшипник; 12 — катушка электромагнита; 13 — ведомый диск; 14
Герметичность насоса обеспечивается самоподжимным торцевым уплотнением 7, которое запрессовывается в корпус 6 водяного насоса и на валик подшипника 11.
Проникающая через уплотнение охлаждающая жидкость не попадает в подшипник, а стекает через отверстие в дренажную полость 9, закрытую заглушкой. Скапливающаяся в дренажной полости жидкость в процессе работы
двигателя постепенно испаряется через отверстия 10 и 4. Проникающий через уплотнение пар испаряется в атмосферу через отверстие 4.
В эксплуатации необходимо следить за чистотой отверстий 4 и 10, и, для предотвращения преждевременного выхода подшипника из строя, при проведении ТО-2 отверстия необходимо очищать от загрязнений.
Наличие постоянной течи из контрольного отверстия 10 дренажной полости говорит о потере герметичности уплотнения и необходимости замены водяного насоса.
Подшипник 11 удерживается от перемещения в корпусе водяного насоса фиксатором 3, который завернут до упора и закернен. Подшипник с двумя защитными уплотнениями заполнен смазкой на предприятии-изготовителе и в процессе эксплуатации добавления смазки не требует. На валик подшипника напрессована стальная, штампованная крыльчатка 8.
На переднем конце корпуса водяного насоса неподвижно на держателе установлена катушка электромагнита 12 электромагнитной муфты. Ступица 1 крепления вентилятора установлена на валике подшипника водяного насоса на шариковом подшипнике.
При отсутствии напряжения на электромагните ступица 1 вместе с ведомым диском 13 разъединена со шкивом 2 и вращается свободно с небольшой угловой скоростью.
При подаче напряжения на электромагнит муфты ведомый диск 13, преодолевая усилие пластинчатых пружин 14, притягивается к шкиву 2 и ступица вентилятора начинает вращаться совместно со шкивом и валиком подшипника водяного насоса. Когда напряжение с электромагнита муфты снимается, пластинчатые пружины 14 отводят диск 13 от шкива 2, разъединяя ступицу и шкив.
Подключение электромагнитной муфты к системе электрооборудования автомобиля осуществляется с помощью разъёма 5.
Подача напряжения на электромагнит муфты происходит по сигналу с блока управления через реле при повышении температуры охлаждающей жидкости свыше плюс 100 °С, выключение — при снижении ниже 95 С.
Основные параметры электромагнитной муфты :
напряжение питания — 10,8-15,0 В;
потребляемая электрическая мощность — не более 50 Вт;
передаваемый крутящий момент при напряжении 12 В — не менее
минимальное напряжение срабатывания — 10 В;
передаваемый крутящий момент при минимальном напряжении — не менее 11 Н·м (1,1 кгс·м);
зазор между ведомым диском и шкивом 0,2-0,5 мм.
Водяной насос с электромагнитной муфтой является неремонтируемым изделием. При выходе из строя водяного насоса или электромагнитной муфты следует заменить весь узел в сборе.
Привод водяного насоса и насоса ГУР осуществляется от шкива коленчатого вала поликлиновым ремнем 6РК 1413 (рис. 1.28).
Рис. 1.28. Привод водяного насоса с насосом ГУР: 1 — шкив генератора; 2 — ремень привода агрегатов; 3 — шкив водяного насоса; 4 — шкив насоса ГУР; 5 — шкив-демпфер коленчатого вала; 6 — автоматический механизм натяжения
Передаточное число привода водяного насоса — 1,11.
Натяжение ремня привода водяного насоса и генератора осуществляется автоматическим механизмом натяжения ремня, который обеспечивает необходимое натяжение ремня при его растяжении и демпфирование (гашение) возникающих в приводе колебаний. В процессе эксплуатации механизм натяжения не требует обслуживания и регулировки.
Термостат с твердым наполнителем, двухклапанный, с автоматическим дренажным клапаном ТС 107-05, ТР 2-01 или ТА 107-05. 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.
Работа термостата показана на рис. 1.29.
Рис. 1.29. Схема работы термостата: А — термостат закрыт; Б — термостат открыт; I — в водяной насос; II — из рубашки охлаждения головки цилиндров; III — в радиатор; 1 — перепускной патрубок; 2 — перепускной клапан; 3 — дренажный клапан; 4 — основной клапан; 5
— крышка термостата; 6 — штуцер
На холодном двигателе основной клапан 4 термостата закрыт и вся охлаждающая жидкость циркулирует через открытый перепускной клапан 2 термостата в водяной насос по малому кругу, минуя радиатор.
При прогреве двигателя и подъеме температуры охлаждающей жидкости до 80-84 °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 95-99 °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 под дренажный клапан 3. Клапан 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 благодаря резиновой прокладке П-образного профиля, установленной на 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.
ЗАПРЕЩАЕТСЯ э ксплуатация 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.
Радиатор 4 (рис. 1.30) изготовлен из латунных плоскоовальных трубок, впаянных в боковые опорные пластины. Между трубками располагаются гофрированные медные охлаждающие пластины.
Рис. 1.30. Радиатор: 1 — уплотнитель левый; 2 — радиатор; 3 — втулка; 4 — кронштейн;
5 — уплотнитель верхний; 6 — уплотнитель радиатора; 7, 9 — шланги подводящие; 8, 17 — трубы; 10 — пробка сливная; 11 — кожух вентилятора; 12 — рамка радиатора; 13 — подушка; 14 — угольник; 15 — уплотнитель нижний; 16, 18 — шланги отводящие
Пластмассовые боковые бачки радиатора плотно прикреплены к опорным пластинам через резиновую уплотнительную прокладку путем обжимки опорной пластины по фланцу пластмассовых бачков.
На верхней пластине остова радиатора имеется кронштейн для крепления радиатора к оперению кабины автомобиля.
Правый по ходу автомобиля бачок радиатора имеет патрубок для соединения шлангом с патрубком термостата. В нижней части правого бачка находится сливная пробка. Левый бачок имеет патрубок для соединения шлангами с водяным насосом. В верхней части левого бачка расположена трубка,
предназначенная для удаления воздуха из системы охлаждения двигателя. Она соединена шлангом с расширительным бачком.
Радиатор установлен на двух резиновых амортизаторах в передней части моторного отсека.
Расширительный бачок (рис. 1.31) установлен в подкапотном пространстве с левой стороны. Закреплен на боковой панели передка с помощью металлического хомута и нижнего поддерживающего кронштейна. В верхней части бачка имеются две трубки: одна соединена шлангом с левым бачком радиатора, а другая — с термостатом. В нижней части бачка расположен патрубок, соединенный шлангом с трубопроводом, подводящим охлажденную жидкость от радиатора к двигателю. Расширительный бачок закрыт резьбовой пробкой.
Рис. 1.31. Расширительный бачок: 1 —
бачок; 2 — пробка
Пробка расширительного бачка состоит из пластмассового корпуса с резьбой и блока клапанов. Пробка крепится на горловине расширительного бачка через резиновую прокладку.
Блок клапанов обеспечивает выравнивание давления системы охлаждения и окружающей среды после остановки работы двигателя и остывания охлаждающей жидкости, а также поддержание избыточного давления при повышении температуры охлаждающей жидкости.
Поддержание избыточного давления в системе охлаждения повышает температуру закипания охлаждающей жидкости до 120 °С.