1.1.4. Конструкция двигателя: Системы охлаждения, питания топливом, впуска воздуха и выпуска отработавших газов, вентиляции картера.

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Рис.14. Система охлаждения двигателя:
1 – двигатель; 2 – патрубок дросселя; 3 – термостат; 4 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 5 – датчик температурного состояния двигателя; 6 – водяной насос; 7 – сливной краник блока цилиндров.

Система охлаждения (рис.14) — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Система состоит из водяной рубашки блока цилиндров и водяной рубашки головки цилиндров двигателя, водяного насоса 6, термостата 3, сливного краника 7, датчика указателя температуры охлаждающей жидкости 4, датчик сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости, установленного в верхний бачок радиатора.
Наиболее выгодный температурный режим охлаждающей жидкости лежит в пределах 80. 90°С. Указанная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически и жалюзи, управляемых водителем.
Поддержание термостатом правильного температурного режима в системе охлаждения оказывает решающее влияние на износ деталей двигателя и экономичность его работы.
Для контроля температуры охлаждающей жидкости на щитке приборов автомобиля имеется указатель температуры, датчик которого ввёрнут в корпус термостата. Кроме того, на щитке приборов автомобиля имеется сигнализатор аварийной температуры, загорающийся красным светом при повышении температуры жидкости свыше 104°С. Датчик сигнализатора аварийной температуры ввёрнут в верхний бачок радиатора. При загорании сигнализатора следует немедленно остановить двигатель и устранить причину перегрева охлаждающей жидкости.
Водяной насос (рис.15) центробежного типа. Подшипник 7 отделен от ох-лаждающей жидкости самоподжимным сальником 4 неразборной конструкции, внутри которого расположены манжета и уплотняющая шайба. Жидкость, просачивающаяся через сальник, не попадает в подшипник, а вытекает наружу через контрольное отверстие 6, которое периодически надо прочищать. Подшипник от перемещения удерживается фиксатором 2, который завернут до упора и закернен. Подшипник заполняется смазкой при сборке и в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется. Ступица 1 и крыльчатка 5 напрессованы на валик подшипника.

Рис.15. Водяной насос:
1 – ступица; 2 — фиксатор; 3 корпус; 4 — сальник; 5 — крыльчатка; 6 — контрольное отверстие для выхода охлаждающей жидкости; 7 — подшипник.

Привод насоса (и генератора) осуществляется поликлиновым ремнем 6РК 1220.

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ТОПЛИВОМ

Система питания топливом осуществляется посредством впрыска топлива во впускную трубу электромагнитными форсунками, управляемыми микропроцессором.
Система питания (рис.16) состоит из топливного бака 5, топливопроводов 4, 6 и 9, электробензонасоса 8, топливных фильтров 7 и 10, топливопровода двигателя 1,отлитого из алюминиевого сплава, с регулятором давления топлива 3 и электромагнитными форсунками 2.

Рис.16. Схема системы питания двигателя топливом:
1 — топливопровод двигателя; 2 — электромагнитные форсунки; 3 — регулятор давления топлива; 4 — топливопровод отвода топлива в бак; 5 — топливный бак; 6 — топливопровод низкого давления; 7 — топливный фильтр грубой очистки; 8 — электробензонасос; 9 — топливопровод высокого давления; 10 — фильтр тонкой очистки топлива.

СИСТЕМА ВПУСКА И ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

Впускная система состоит из впускной трубы и ресивера, отлитых из алюминиевого сплава. Геометрические параметры системы позволяют реализовать газодинамический наддув двигателя. На режиме холостого хода и малых нагрузках воздух в двигатель поступает через отдельную систему непосредственно к впускным клапанам.
Выпускной коллектор отлит из чугуна. Для улучшения очистки цилиндров двигателя от отработавших газов патрубки от каждого цилиндра соединены между собой 1 и 4, 2 и 3 . Это уменьшает влияние работы одного цилиндра на другой и позволяет реализовать эффект настроенного выпуска отработавших газов.

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА

Рис.17. Схема вентиляции картера двигателя:
1 — крышка клапанов; 2 — маслоотражатель; 3 — трубка маслоотражательная; 4 — продольный канал системы холостого хода; 5 — ресивер с впускной трубой; 6 — шланг малой ветви вентиляции; 7 — шланг основной ветви вентиляции.

Система вентиляции картера (рис.17) — закрытая, принудительная, действующая за счет разрежения во впускной системе. Маслоотражатель размещён в крышке клапанов.
При работе двигателя на холостом ходу газы из картера отсасываются через малую ветвь в канал системы подачи воздуха на холостом ходу, откуда попадают во впускные каналы головки цилиндров. На остальных режимах вентиляция осуществляется через дроссель ресивера и впускную трубу.
Внимание!
При эксплуатации не нарушайте герметичность системы вентиляции и не допускайте работу двигателя при открытой маслозаливной горловине. Это вызывает повышенный унос масла с картерными газами и загрязнение окружающей среды.

Системы впуска воздуха, выпуска отработавших газов и вентиляции картера двигателей ЗМЗ–409051.10 и ЗМЗ–409052.10 («ZMZ PRO»).

Системы впуска воздуха, выпуска отработавших газов и вентиляции картера двигателей ЗМЗ–409051.10 и ЗМЗ–409052.10 («ZMZ PRO»).

Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов.

Впускная система (рис.1) состоит из впускной трубы 1 и ресивера 3, отлитых из алюминиевого сплава. Геометрические параметры системы позволяют реализовать газодинамический наддув двигателя – улучшение наполнения цилиндров двигателя на режиме максимального крутящего момента.

Для увеличения жесткости конструкции и снижения вибраций ресивер крепится к головке цилиндров двумя угловыми кронштейнами 4.

Регулирование подачи воздуха в двигатель осуществляется дроссельным модулем 2 с электрическим приводом дроссельной заслонки. Дроссельная заслонка управляется по сигналу от микропроцессорного блока управления системы управления двигателем. Положение дроссельной заслонки определяется положением педали акселератора и текущим режимом работы двигателя.

Другие записи по двигателям:

Впускная система.

1 – впускная труба; 2 – дроссельный модуль; 3 – ресивер; 4 – кронштейны крепления ресивера к головке цилиндров.

Выпускной коллектор (рис.2) 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.

К головке цилиндров выпускной коллектор 1 крепится через двухслойную стальную прокладку 2, обеспечивающую высокую надежность соединения.

Для крепления выпускного коллектора к головке цилиндров применяются специальные, изготовленные из жаростойкой легированной стали гайки, обеспечивающие надежность соединения и возможность последующей многократной разборки и сборки.

С целью ускоренного прогрева нейтрализатора отработавших газов, что необходимо для быстрого приведения его в рабочее состояние, выпускной коллектор закрыт стальным штампованным экраном 3.

Выпускной коллектор.

1 – выпускной коллектор; 2 – прокладка выпускного коллектора; 3 – экран выпускного коллектора.

Система вентиляции картера.

Система вентиляции картера – закрытая, действующая за счет разрежения во впускной системе, создаваемого при работе двигателя. Система оборудована клапаном, ограничивающим разрежение в картере двигателе.

Система вентиляции с клапаном разрежения поддерживает разрежение в картере двигателя не более 40 мБар.

Внимание!

• Запрещается эксплуатация двигателя с негерметичной системой вентиляции и открытым маслоналивным патрубком. Это вызовет повышенный унос масла с картерными газами и загрязнение окружающей среды. Для предотвращения разгерметизации системы вентиляции необходимо плотно, до упора закрывать крышку маслоналивного патрубка и до упора устанавливать указатель уровня масла.

Устройство системы вентиляции и движение картерных газов через крышку клапанов показано на рис.3.

Патрубок клапана разрежения соединен трубкой вентиляции 2 и угловым шлангом с ресивером 1. Трубка 9 с обратным клапаном обеспечивает приток воздуха из системы впуска в систему вентиляции картера, а также исключает доступ картерных газов в пространство перед дросселем.

Под действием разрежения в ресивере газы, прорвавшиеся при сгорании топлива в картер двигателя и смешенные с масляным туманом, поступают в головку цилиндров и далее в полость маслоотделителя. В процессе движения картерных газов через лабиринт, образованный перегородками маслоотражателя 5 и крышки клапанов 4, капли масла отделяются от газов.

Отделённое масло через калиброванные отверстия 7 и сливные каналы головки и блока цилиндров стекает в картер двигателя. Очищенные от масла картерные газы через открытый клапан разрежения и отверстие 8 по трубке 2 поступают в ресивер и затем в камеру сгорания двигателя.

Движение картерных газов в крышке клапанов.

1 – ресивер; 2 – трубка вентиляции с уплотнительным кольцом; 3 – клапан разрежения; 4 – крышка клапанов; 5 – маслоотражатель; 6 – траектория движения картерных газов; 7 – отверстия для слива отделённого от картерных газов масла; 8 – отверстие в клапане разрежения; 9 – трубка вентиляции с обратным клапаном.

Возможны три режима работы системы вентиляции картера. Первый режим соответствует режиму холостого хода (дроссельная заслонка закрыта), второй – режим номинальной мощности (дроссельная заслонка полностью открыта), третий – частичное открытие дроссельной заслонки.

На рис.4 показано движение газов в крышке клапанов на режиме холостого хода. При закрытой дроссельной заслонке в ресивере создаётся высокое разрежение, под действием которого мембрана клапана разрежения 3 перекрывает проходное сечение и газы поступают в ресивер только через отверстие 5 (Ø 2 мм). Одновременно с этим открывается клапан 1, обеспечивая снижение разрежения в картере двигателя.

Состояние клапанов и движение потоков газов в системе вентиляции на холостом ходу.

1 – обратный клапан в открытом состоянии; 2 – траектория движения воздуха из впускной системы в двигатель; 3 – мембрана клапана разрежения в закрытом состоянии; 4 – траектория движения картерных газов; 5 – отверстие в клапане разрежения.

На рис.5 показано движение газов в крышке клапанов на режиме номинальной мощности. На этом режиме разрежение в ресивере минимальное и мембрана под действием пружины открывает проходное сечение. Газы в ресивер будут поступать через основное сечение клапана разрежения, а также через отверстие 5. Под действием более высокого разрежения перед дросселем клапан 1 закроется, чтобы предотвратить доступ картерных газов к дроссельной заслонке.

Это особенно необходимо при эксплуатации в зимний период. Перепад температур при определённом давлении картерных газов способствует выделению значительного количества конденсата паров воды. Наличие обратного клапана исключает осаждение капель конденсата на дроссельной заслонке, которое может привести к её обледенению и заклиниванию в открытом положении.

Состояние клапанов и движение потоков газов в системе вентиляции на режиме номинальной мощности.

1 – обратный клапан в закрытом состоянии; 3 – мембрана клапана разрежения в открытом состоянии; 4 – траектория движения картерных газов; 5 – отверстие в клапане разрежения.

На режимах частичного открытия дроссельной заслонки положения мембраны клапана разрежения и обратного клапана в трубке вентиляции будут промежуточными между полностью открытым и закрытым состоянием.

Внимание!

При эксплуатации автомобиля в зимний период существует вероятность обмерзания трубки вентиляции соединения клапана разрежения с ресивером в месте выхода ее в ресивер. С целью предотвращения обмерзания и возможного возникновения вследствие этого разгерметизации системы вентиляции с выбросом моторного масла, необходимо:

• при температуре окружающего воздуха –15 ºС и ниже применять утеплительный чехол облицовки радиатора;
• при температуре окружающего воздуха –30 ºС и ниже на автомобилях УАЗ-Профи отсоединить воздухозаборный (гофрированный) шланг от воздухозаборного патрубка и повернуть его в направлении поперек автомобиля в сторону подкапотного пространства. Это позволит обеспечить забор более теплого воздуха из подкапотного пространства автомобиля.

Клапан разрежения – служит для ограничения разрежения в картере двигателя и скорости движения картерных газов в лабиринте маслоотделителя в зависимости от режима работы двигателя. Клапан разрежения находится в крышке клапанов.

Клапан разрежения.

1 – крышка клапанов; 2 – диафрагма; 3 – крышка клапана разрежения; 4 – пружина; 5 – отверстия сообщения с атмосферой; 6 – калиброванное отверстие; 7 – патрубок отвода картерных газов в ресивер.

Клапан состоит из диафрагмы 2 (рис.6), пружины 4 и крышки 3. На диафрагму клапана сверху через отверстия 5 крышки действует атмосферное давление, а снизу – усилие пружины и разрежение, возникающее в ресивере системы впуска.

В зависимости от разрежения в ресивере диафрагма и пружина взаимодействуют друг на друга, и тем самым увеличивается или уменьшается проходное сечение, связывающее маслоотделитель в крышке клапанов с системой впуска.

Обслуживание системы вентиляции картера.

В эксплуатации возможно засорение системы вентиляции смолистыми отложениями, в результате чего в картере возникнет давление картерных газов, приводящее к потере герметичности сальниковых уплотнений коленчатого вала.

В этом случае необходимо произвести очистку системы вентиляции.

Величину давления в картере двигателя можно определить с помощью водного пьезометра, соединенного с картером через трубку указателя уровня масла.

При работе двигателя на минимальной частоте вращения коленчатого вала холостого хода избыточного давления быть не должно.

Для проведения очистки деталей системы вентиляции:

1. Снять катушки зажигания и колодку датчика синхронизации с крышки клапанов.
2. Снять крышку клапанов, трубки и шланги вентиляции. Снять крышку 1 (рис.7) клапана разрежения с крышки клапанов, вынуть диафрагму 2 и пружину 3.

Детали клапана разрежения.

1 – крышка клапана разрежения; 2 – диафрагма; 3 – пружина.

Осмотреть снятые детали. Разрывы и повреждения диафрагмы, повреждения деталей, приводящие к нарушению герметичности, должны отсутствовать.

Проверить работоспособность обратного клапана трубки вентиляции.

1. Промыть от смолистых отложений в бензине или керосине и прочистить снятые детали системы вентиляции. Полость маслоотражателя промыть без снятия его с крышки клапанов. Прочистить отверстия для слива отделенного масла маслоотражателя (рис.8), калиброванное отверстие в корпусе клапана разрежения (рис.9), отверстия сообщения с атмосферой крышки клапана разрежения (рис.10).

Отверстия слива масла маслоотражателя.

Калиброванное отверстие в корпусе клапана разрежения.

Отверстия сообщения с атмосферой крышки клапана разрежения.

1. Протереть детали насухо или продуть сжатым воздухом. Установить пружину, диафрагму и крышку клапана разрежения на крышку клапанов.

Установить и закрепить крышку клапанов 2 (рис.11) с прокладкой 3 крышки и уплотнителями 4 свечных колодцев.

Установка крышки клапанов.

1 – болт крепления крышки клапанов; 2 – крышка клапанов; 3 – прокладка крышки клапанов; 4 – уплотнитель свечного колодца.

Болты 1 крышки клапанов завернуть моментом 4,9…6,9 Н·м (0,5…0,7 кгс·м) в последовательности в соответствии с рис.12.

Последовательность затяжки болтов крышки клапанов.

Надеть на конец трубки вентиляции 2 (рис.13) с уплотнительным кольцом угловой шланг вентиляции 3. Смазать резиновое кольцо трубки вентиляции чистым моторным маслом.

Установить подсобранную трубку вентиляции с угловым шлангом, для чего надеть конец углового шланга на патрубок корпуса клапана разрежения крышки клапанов, затем вставить конец трубки с резиновым кольцом в отверстие ресивера до упора. Фланец трубки должен плотно прилегать к поверхности ресивера. Закрепить трубку к ресиверу болтом 1 моментом 2,0…5,9 Н·м (0,2…0,6) кгс·м, предварительно нанеся на резьбу болта анаэробный герметик «Фиксатор-6» или аналогичный («Стопор-6», «Техногерм-5», «Гермикон-2К»).

Надеть на конец трубки вентиляции с обратным клапаном 5 угловой шланг вентиляции 4. Вставить конец трубки в отверстие патрубка шланга дросселя, надев угловой шланг на патрубок крышки клапанов.

Трубки вентиляции.

1 – болт; 2 – трубка вентиляции с уплотнительным кольцом; 3, 4 – угловой шланг; 5 – трубка вентиляции с обратным клапаном.

1. Установить катушки зажигания 1 (рис.14) и держатель скобы 3, завернув гайки 2 катушек моментом 5,9…8,8 Н·м (0,6…0,9 кгс·м). Установить колодку 4 датчика синхронизации в держатель 5 колодки на крышке клапанов.

При сборке и установке деталей системы вентиляции обеспечить герметичность соединений.

Катушки зажигания и колодка датчика синхронизации.

1 – катушка зажигания; 2 – гайка; 3 – держатель скобы; 4 – колодка датчика синхронизации.