Устройство системы охлаждения автомобиля ВАЗ 2101

Устройство системы охлаждения автомобиля ВАЗ 2101

Система охлаждения служит для поддержания оптимального теплового режима двигателя за счет регулируемого отвода тепла от наиболее теплонагруженных деталей в результате соприкосновения их с горячими газами или трения.

При перегреве двигателя уменьшается его мощность, увеличивается расход топлива.

Чрезмерный перегрев двигателя вызывает выгорание смазки, при этом резко возрастает износ трущихся поверхностей деталей.

Происходят задир и выплавление вкладышей подшипников, разрушение поверхности шеек коленчатого вала, заклинивание поршня.

Кроме того, в карбюраторном двигателе могут возникнуть детонирующие удары.

Всё это выводит двигатель из строя.

С другой стороны, переохлаждение двигателя также нежелательно.

Увеличиваются потери мощности двигателя на преодоление возросшего трения из-за более густой смазки.

Рабочая смесь, конденсируясь, смывает плёнку масла со стенок цилиндров и увеличивает износ деталей поршневой группы.

Необходимая интенсивность охлаждения достигается с помощью охлаждающих рёбер цилиндров и их головок, вентилятора и дефлектора.

Система удобна в эксплуатации, имеет небольшую массу и обеспечивает быстрый прогрев двигателя после пуска.

Однако система воздушного охлаждения имеет существенные недостатки: плохая равномерность отвода тепла по высоте цилиндра, большие потери мощности двигателя на привод вентилятора, шумность работы.

В автомобильных двигателях наиболее часто применяют систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости.

Систему заполняют всесезонной охлаждающей жидкостью Тосол А-40 (антифриз, содержавший антикоррозийные и антивспенивающие присадки, исключающий образование накипи, с температурой начала загустевания - 40⁰ С), заменяют которую через 60 000 км.

В системе охлаждения двигателя 2108 используют также охлаждающую жидкость Тосол А-65 (температура начала загустевания - 65⁰ С).

Поток циркулирующей жидкости направляется в первую к наиболее нагретым деталям двигателя: стенкам камеры сгорания, свечам зажигания, выпускным клапанам, цилиндрам двигателя.

Теплота от нагревающихся деталей передаётся через стенки агрегатов двигателя охлаждающей жидкости, а от неё также через наружные стенки агрегатов системы охлаждения в атмосферу.

Рис. 1. Система охлаждения.

1-трубка отвода жидкости от радиатора отопителя; 2 - патрубок отвода горячей жидкости из головки цилиндров в радиатор отопителя; 3 - перепускной шланг термостата; 4 - выпускной патрубок рубашки охлаждения; 5 - подводящий шланг радиатора;6 - расширительный бачок; 7-рубашка охлаждения; 8 - пробка радиатора; 9 - радиатор; 10 - кожух вентилятора; 11 - вентилятор; 12 - шкив; 13 - отводящий шланг радиатора; 14 - ремень привода насоса; 15 - насос; 16 - шланг подачи охлаждающей жидкости к термостату; 17 - термостат. Стрелками показано направления движения жидкости.

К системе жидкостного охлаждения (рис.1) относятся:

-полость (рубашка) охлаждения блока и головки цилиндров;

- радиатор с жалюзями;

- вентилятор;

- водяной насос (помпа);

- термостат;

- датчики температуры охлаждающей жидкости;

- водораспределительная труба;

- патрубки и шланги с деталями крепления;

- расширительный (компенсационный) бочок;

- сливные краники;

- отопитель кабины водителя (салона);

- предпусковой подогреватель.

Принцип работы системы охлаждения

Охлаждающая жидкость циркулирует в полости (рубашке) блока и головки цилиндров, омывая гильзы цилиндров и стенки камеры сгорания.

Затем, омывая приливы клапанов, охлаждает их и поступает в полость подогрева впускного коллектора.

Далее через верхний патрубок охлаждающая жидкость попадает в верхний бачок радиатора, где охлаждается потоком воздуха, перетекая по трубкам в нижний бачок радиатора, и через патрубок и шланг поступает к водяному насосу.

При запуске двигателя охлаждающая жидкость циркулирует первоначально по малому кругу, пока температура не достигнет 85° - 95°С (Рис. 2)

Рис. 2. Схема циркуляции охлаждающей жидкости по малому кругу.

1 - радиатор; 2-подводящий шланг на радиатор; 3 - расширительный бачок; 4 - термостат; 5 - центробежный насос; 6 - рубашка охлаждения картера; 7 -рубашка охлаждения головки цилиндров; 8 - радиатор отопителя салона; 9 - кран отопителя; 10 -сливная пробка картера; 11 - сливная пробка радиатора.

После достижения температуры 85⁰ - 95⁰С, термостат открывается и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу.

Водяной насос обеспечивает принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости.

Он приводится в действие от коленчатого вала приводным ремнём.

Интенсивность охлаждения жидкости регулируется термостатом, который в зависимости от температуры жидкости пускает её по большому или малому контуру охлаждения, а также отключением и включением вентилятора.

Заправляется система охлаждающей жидкостью через заливную горловину расширительного бачка.

Сливается жидкость из системы через сливной кран и краны дополнительного оборудования автомобиля.

Система жидкостного в современных охлаждения автомобилях - закрытого типа, то есть она сообщается с атмосферой через паровоздушный клапан, что обеспечивает повышение температуры кипения жидкости и уменьшает её испарение.

По сравнению с воздушной системой охлаждения жидкостная система лучше регулируется, равномернее охлаждает детали двигателя, расходует гораздо меньше мощности на привод водяного насоса и вентилятора, бесшумна в работе.

Систему жидкостного охлаждения используют также для охлаждения компрессора пневматической тормозной системы.

Радиатор предназначен для охлаждения жидкости, отводящей теплоту от деталей двигателя.

Каркас радиатора образован боковыми стойками, соединёнными пластиной, припаянной к нижнему бачку.

Он крепится к раме автомобиля на резиновых подушках, что необходимо для уменьшения вибрации и ударных нагрузок, возникающих при его движении.

В радиаторах применяются в основном трубчато - пластинчатые или трубчато - ленточные.

Трубчато - пластинчатая сердцевина состоит из трёх - четырёх рядов латунных трубок, овального сечения, к которым припаяны поперечно расположенные пластины, увеличивающие поверхность охлаждения.

Трубчато - ленточная сердцевина состоит из плоских латунных , между рядами которых размещаются широкие зигзагообразные ленты, имеющие специальные выштамповки, искривляющие воздушный канал и повышающие эффективность отдачи тепла потоку воздуха.

Радиаторы с трубчато - ленточной сердцевиной получили широкое распространение и устанавливаются на большинстве двигателей.

Радиатор автомобиля ВАЗ 2101 (рис.4.)- неразборный, имеет вертикальное расположение трубок и горизонтальное расположение охлаждающих пластин.

Охлаждение жидкости происходит в сердцевине радиатора, набранной из медны, латунных или алюминиевых трубок, на которых имеются охлаждающие рёбра, изготовленные из латуни или стали.

Сердцевина соединяет между собой верхний и нижний бачки радиатора.

В верхнем бачке радиатора имеется горловина, через которую систему охлаждения заполняют жидкостью.

Горловина герметично закрывается пробкой, имеющей два клапана (впускной и выпускной).

Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,05 МПа, и закипевшая охлаждающая

жидкость через патрубок и соединительный шланг выбрасывается в расширительный бачок.

Впускной клапан не имеет пружины 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 её объёма в системе (при охлаждении) и пропускает в расширительный бачок при увеличении объёма (при нагревании жидкости).

Радиатор установлен нижним бачком на кронштейны кузова на двух резиновых опорах, а закреплён 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 вентилятора.

В отличии от радиатора ВАЗ 2101, радиатор ВАЗ 2108 - разборный, с горизонтальным расположением трубок и вертикальным расположением охлаждающих пластин.

Радиатор не имеет заливной горловины и выполнен двухходовым - охлаждающая жидкость входит в него и выходит через левый бачок, который разделён перегородкой.

Бачки радиатора пластмассовые.

Левый бачок имеет три патрубка, через которые соединяется с расширительным бачком, термостатом и выпускным патрубком головки блока цилиндров.

Правый бачок имеет сливную пробку, в нём установлен датчик включения вентилятора.

К бачкам через резиновые уплотнительные прокладки крепится сердцевина радиатора.

Она состоит из двух рядов алюминиевых, круглых трубок и алюминиевых пластин с насечками.

В части трубок вставлены пластмассовые турбулизаторы в виде штопоров.

Двойной ход жидкости через радиатор, насечки на охлаждающих пластинах и турбулизаторы в трубках обеспечивают турбулентное движение жидкости и воздуха, что повышает эффективность охлаждения жидкости в радиаторе.

Алюминиевая сердцевина и пластмассовые бачки существенно уменьшают массу радиатора.

Радиатор установлен на трёх резиновых опорах.

Две опоры находятся снизу под левым и правым бачками, а третья опора - сверху.

Резиновые опоры и резиновые прокладки между сердцевиной и бачками делают радиатор нечувствительным к вибрациям.

Вентилятор служит для повышения скорости потока воздуха.

На автомобилях ВАЗ 2101 устанавливаются 4,5 и 6 лопастные вентиляторы, изготовленные из пластмассы.

Лопасти вентилятора имеют переменный по радиусу угол установки и для уменьшения шума переменный шаг по ступицы.

Крепятся на валу жидкостного насоса.

Также на двигателе ВАЗ устанавливается электровентилятор.

Электродвигатель в сборе с вентилятором устанавливается на три резиновые втулки и крепится гайками на шпильки кожуха вентилятора.

Включение и выключение электровентилятора осуществляется автоматически в зависимости от температуры жидкости с помощью датчика типа ТМ - 108, установленного в нижнем бачке радиатора с левой стороны.

Температура замыкания контактов датчика должна быть в пределах 89⁰ - 95⁰С, а размыкание в пределах 84⁰ - 90⁰С.

Расширительный бачок соединён патрубком с верхним бачком радиатора и предназначен для компенсации изменения объёма низкозамерзающей охлаждающей жидкости («Тосол») при работе двигателя и после его остановки.

На автомобилях ВАЗ применяют полупрозрачные пластмассовые бачки с заливной горловиной, закрываемой пластмассовой пробкой.

Через горловину система заполняется охлаждающей жидкостью, а через клапаны, размещённые в пробке, осуществляется связь внутренней полости бачка и системы охлаждения с атмосферой.

В пробке расширительных бачков автомобилях ВАЗ 2105 имеется один резиновый клапан, срабатывающий при давлении, близком к атмосферному.

В пробке расширительного бачка автомобиля ВАЗ 2108 в неразборном латунном блоке размещены два клапана: впускной с пружиной и выпускной с пружиной.

Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,02 МПа и пары охлаждающей жидкости выходят в атмосферу.

Впускной клапан открывается при разрежении в системе 0,003-0,013 МПа, и через него поступает атмосферный воздух.

Резьбовая пробка навёртывается на горловину бачка и уплотняется прокладкой.

При сливе охлаждающей жидкости из системы пробку снимают с расширительного бачка.

Расширительный бачок размещается в подкапотном пространстве отделения двигателя, где крепится к кузову автомобиля.

Термостат автоматически поддерживает тепловой режим двигателя, направляя движение жидкости по малому или большому контуру охлаждения

Его устанавливают в полости впускного патрубка или на выходе жидкости из рубашек охлаждения головок цилиндров.

Термостаты могут быть с жидким или твёрдым наполнением.

Внутрь гофрированного латунного цилиндра налита жидкость, температура кипения которой 70 ⁰-75⁰С.

В баллоне термостата с твёрдым наполнителем - церезин (нефтяной воск) с температурой плавления 70⁰- 83⁰С.

Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт и жидкость циркулирует, минуя радиатор, по малому контуру охлаждения: полость охлаждения - термостат - перепускной шланг - водяной насос - полость охлаждения, что ускоряет прогрев двигателя.

По мере нагрева охлаждающей жидкости наполнитель термостата нагревается и расширяется, и в конечном итоге открывается клапан (рис.5.).

Жидкость начинает циркулировать по большому кругу охлаждения - термостат - верхний бачок радиатора - сердцевина - нижний бачок радиатора - насос - полость охлаждения.

С понижением температуры охлаждающей жидкости гофрированная поверхность цилиндра термостата сжимается и клапан закрывается.

В термостатах с твердым наполнителем имеется дополнительная пружина, обеспечивающая возвращение клапанов в закрытое положение при снижении температуры охлаждающей жидкости и соответствующем уменьшении объёма наполнителя баллона термостата.

Датчики контрольно-измерительных приборов размещают в головке цилиндров, верхнем бачке радиатора и рубашке охлаждения верхнего патрубка.

Сигнальные указатели и лампы на щитке приборов служат для контроля температуры охлаждающей жидкости в системе.

Центробежный насос служит для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в системе охлаждения.

Вытеканию жидкости по разъёму между корпусом насоса

Замасливание ремня удаляется после его снятия протиркой ручьёв приводных шкивов и самого ремня тряпкой, слегка смоченной в бензине.