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 двигателя ЗМЗ-402

Схема системы охлаждения

Прежде, чем приступить непосредственно к рассмотрению деталей и улов, которые входят в систему охлаждения мотора стоит рассмотреть, схему устройства узла.

Схема устройства системы охлаждения автомобиля ЗМЗ 406 1 — сливной кран блока цилиндров двигателя; 2 — радиатор отопителя; 3 — кран отопителя; 4 — двигатель; 5 — дроссельный узел; 6 — термостат; 7 — датчик указателя температуры; 8 — датчик контрольной лампы перегрева охлаждающей жидкости; 9 — электровентилятор; 10 — датчик включения электровентилятора; 11 — радиатор двигателя; 12 — пробка расширительного бачка; 13 — расширительный бачок; 14 — пробка сливного отверстия радиатора; 15 — насос охлаждающей жидкости; 16 — основной клапан термостата; 17 — байпасный клапан термостата; А — термостат закрыт; В — термостат открыт

Утепление автомобиля на зиму: что можно сделать своими руками

Наиболее распространенные неисправности связаны с течью через отверстия дренажа и износом подшипника. Во втором случае поломку проще заметить, поскольку она протекает вместе с характерным писком во время работы.

На некоторых насосах устанавливают пластиковые крыльчатки. Заливая низкосортный антифриз в систему, он может попросту разъедать этот пластик, в итоге возникает поломка.

Термостат

Термостат или клапан служит для открытия и закрытия хода для охлаждающей жидкости. Когда температура достигает нужного предела, клапан открывается, пропуская ОЖ на большой круг.

Детали и запчасти: описание

Многие автолюбители знакомы с элементами охлаждающей системы моторов. Но, автомобилисты-новички не знают — из чего состоит этот узел и какое предназначение элементов, за что часто бывают, наказаны судьбой. Итак, разберём предназначение отдельных элементов системы охлаждения мотора ЗМЗ 406.

Термостат

Термостат — элемент системы охлаждения автомобиля, который отыгрывает роль клапана, который перенаправляет поток ОЖ, с малого на большой. Рабочая температура силового агрегата ЗМЗ 406 — 87 — 103 градуса Цельсия.

При прогреве автомобиля термостат находится в закрытом состоянии, что позволяет более быстро и эффективнее провести нагрев движка. После достижения температуры жидкости в 60-70 градусов, термостат открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать по большому кругу, проходя через радиатор.

Термостат, по праву может считаться наиболее ломающейся частью системы охлаждения автомобиля. Зачастую это связано с тем, что узел заклинивает, и мотор или перегревается, или не греется. Наиболее простое решение проблемы — заменить испорченную деталь.

А — термостат закрыт; В — термостат открыт

Водяной насос

Водяной насос или помпа обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости по системе. Располагается деталь в блоке цилиндров и приводится в движение при помощи приводного ремня от коленчатого вала. Деталь имеет ресурс в 100 000 км пробега, но в связи с некачественными запасными частями может выходить со строя значительно раньше.

Радиатор и вентилятор

Радиатор и вентилятор системы ОЖ предназначены для обеспечения оптимального охлаждения двигателя. Сам по себе радиатор охлаждается при помощи встречного потока воздуха, но в летний период — этого не хватает, и в работу включается вентилятор.

Радиатор системы охлаждения на ЗМЗ 406 установленный алюминиевый с 3-х рядной системой для обеспечения максимального охлаждения жидкости. Вентилятор приводится в действие при помощи автоматического замыкания цепи с датчиком температуры расположенного на блоке цилиндров.

Если двигатель имеет инжектор, то в цепь работы датчик-вентилятор ещё включается и электронный блок управления двигателем. Датчик температуры охлаждающей жидкости становится причиной многих проблем связанным с работоспособностью мотора.

Патрубки и водяная рубашка

Патрубки отыгрывают роль проводящего и соединяющего звена между разными элементами системы ОЖ. Из-за их неисправности может возникнуть утечка охлаждающей жидкости, и мотор попросту начнёт перегреваться.

Знаки “Сужение дороги”: как правильно трактовать, у кого приоритет

Устройство состоит из цилиндра, заполненного веществом. Оно нагревается при воздействии высокой температуры. В определенный момент растет давление, вещество выдавливает шток, и клапан открывается. Когда температура падает, то есть ОЖ остывает, шток возвращается в исходное положение и закрывает клапан.

Данное устройство не так часто выходит из строя на хороших автомобилях. Если его работа нарушена, то есть термостат сломался, обязательно нужно заменить средство регуляции ОЖ на новое. С неисправным термостатом эксплуатировать авто запрещено. Или вы хотите потом делать капитальный ремонт или искать новый двигатель?! Это вряд ли.

Радиатор

Он выступает компонентом большого круга. Практически на всех автомобилях этот радиатор стоит впереди машины. Внутри него происходит циркуляция жидкости. Ее, в свою очередь, охлаждает вентилятор и встречный воздух во время движения.

Если машина стоит, но двигатель работает, реагирует специальный температурный датчик и запускает вентилятор. Во время движения, если встречный воздух достаточно эффективно охлаждает радиатор, в работе вентилятора нет необходимости.

Отмечу, что вентиляторы функционируют по принципу всасывания. Это позволяет не мешать воздействию потокам встречного воздуха.

На радиаторе есть крышка, необходимая для поддержания давления внутри системы. Крышка оснащается клапаном, который должен открываться при превышении рабочего давления. Так происходит стравливание лишней жидкости по шлангам в расширительный бачок.

Расширительный бачок

Не поверите, это тоже важный элемент системы охлаждения. Он сохраняет ОЖ, которая используется для охлаждения двигателя. Когда в бачке жидкость остывает, по шлангам она возвращается обратно в радиатор.

Крайне важно, чтобы во время этого процесса в систему не проникал воздух. Завоздушивание или воздушная пробка в СО является неприятным и потенциально опасным явлением. Чтобы предотвратить завоздушивание, применяют плотные соединения, герметик.

Кстати, некоторые расширительные бачки совмещаются с клапанными крышками.

Блог про Уаз

Система охлаждения на Газель с двигателем ЗМЗ-402, ЗМЗ-405, ЗМЗ-406 и УМЗ-4215 жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией. Насос обеспечивает постоянный поток жидкости через рубашку охлаждения блока и головки блока цилиндров. После чего жидкость проходит через термостат и радиатор, отдавая тепло окружающему воздуху.

Система охлаждения на Газель с двигателем ЗМЗ-402, ЗМЗ-405, ЗМЗ-406 и УМЗ-4215, устройство, схема, принцип работы, особенности системы охлаждения двигателя ЗМЗ-405.

Рубашка охлаждения, насос, термостат и радиатор образуют большой круг циркуляции. В систему охлаждения включены радиатор отопителя кабины, радиатор дополнительного отопителя (для фургонов с двумя рядами сидений и автобусов), и электронасос, установленный на отводящем шланге системы отопления. Для автомобилей Газель с двумя рядами сидений и автобусов. Количество жидкости, проходящей через радиатор отопителя не зависит от термостата и регулируется только краном отопителя.

Схема системы охлаждения двигателей ЗМЗ-402 и УМЗ-4215 на автомобилях Газель.

Схема системы охлаждения двигателей ЗМЗ-402 на автомобилях Газель.

Схемка системы охлаждения двигателей ЗМЗ-406 на автомобилях Газель.

Схема системы охлаждения двигателей ЗМЗ-406 и ЗМЗ-405 на автомобилях Газель.

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-406 на автомобилях Газель в основном аналогична системе охлаждения двигателя ЗМЗ-402. Но имеет отличия заключающиеся в том, что предусмотрен подогрев впускного трубопровода.

Кроме того, на корпусе термостата дополнительно установлены датчик температурного состояния двигателя и датчик аварийной температуры охлаждающей жидкости. На двигателе ЗМЗ-406 с левой стороны, а на двигателях УМЗ-4215 и ЗМЗ-402 с правой, расположен кран для слива охлаждающей жидкости из блока цилиндров.

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-402

ЗМЗ-402 – семейство бензиновых 4-цилиндровых автомобильных двигателей, производства ОАО «Заволжский моторный завод.

Данное семейство двигателей использовалось на автомобилях Горьковского авто, «Волга-3102», «-31029», «Волга-3110» и «ГАЗель».

Четырёхцилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения с электронным зажиганием (используется коммутатор).

Я считаю, что моя тема актуальна, так как во всех автомобилях есть система охлаждения двигателя и для правильной эксплуатации автомобиля, а также его технического обслуживания и ремонта, необходимо знать устройство системы охлаждения двигателя.

Цель моей курсовой работы – изучить устройство системы охлаждения изучаемого двигателя.

Задачи – рассмотреть общее устройство системы охлаждения двигателя автомобиля; выявить особенности устройства и принцип работы системы охлаждения двигателя ЗМЗ-402.

Структура работы соответствует логике исследования и представляет собой введение, основную часть, заключение, список используемой литературы и графическую часть.

Глава 1. Общее устройство системы охлаждения двигателя автомобиля

Система охлаждения предназначена для принудительного отвода от деталей двигателя лишнего тепла и передачи его окружающему воздуху. Благодаря этому создается определенный температурный режим, при котором двигатель не перегревается и не переохлаждается.

Тепло в двигателях может отводиться двумя способами: жидкостью (жидкостная система охлаждения) или воздухом (воздушная система охлаждения). Эти системы поглощают 25-35 % тепла, выделяющегося во время сгорания топлива.

Температура охлаждающей жидкости, находящейся в головке блока цилиндров, должна быть равна 80-95оС. Такой температурный режим наиболее выгоден, обеспечивает нормальную работу двигателя и не должен изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха и нагрузки двигателя. Температура в течение рабочего цикла двигателя изменяется от 80-120°С (минимальная) в конце впуска до 2000-2200°С (максимальная) в конце сгорания смеси. Если двигатель не охлаждать, то газы, имеющие высокую температуру, сильно нагревают детали двигателя, и они расширяются. Масло на цилиндрах и поршнях выгорает, их трение и износ возрастают, а от чрезмерного расширения деталей происходит заклинивание поршней в цилиндрах двигателя, и двигатель может выйти из строя. Чтобы избежать отрицательных явлений, вызываемых перегревом двигателя, его необходимо охлаждать.

Однако чрезмерное охлаждение двигателя вредно отражается на его работе. При переохлаждении двигателя на стенках цилиндров конденсируются пары топлива (бензина), смывая смазку, разжижают масло в картере. В этих условиях происходит интенсивный износ поршневых колец, поршней, цилиндров и снижается экономичность и мощность двигателя.

Нормальная работа системы охлаждения способствует получению наибольшей мощности, снижению расхода топлива и увеличению срока службы двигателя без ремонта.

Большинство двигателей автомобилей имеет жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Но наибольшее распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В таких системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.

Удельное количество теплоты, отводимой в охлаждающую среду, зависит от размеров цилиндров и отношения хода поршня к диаметру цилиндра, влияющих на относительные площади воспринимающих теплоту и охлаждаемых поверхностей.

Большинство двигателей автомобилей имеет жидкостные системы охлаждения (открытые или закрытые). У открытой системы охлаждения внутреннее пространство непосредственно сообщается с окружающей атмосферой. Распространение получили закрытые системы охлаждения, у которых внутреннее пространство только периодически сообщается с окружающей средой при помощи специальных клапанов. В этих системах охлаждения повышается температура кипения охлаждающей жидкости и уменьшается ее выкипание.

Жидкостная система охлаждения автомобильного двигателя состоит из рубашки охлаждения, радиатора, вентилятора, термостата, насоса с крыльчаткой, отводящего и подводящего патрубков, ремня привода вентилятора, датчика указателя температуры жидкости, сливных краников и других деталей. Вокруг цилиндров двигателя и головки блока имеется пространство с двойными стенками (рубашка охлаждения), где циркулирует охлаждающая жидкость.

Во время работы двигателя автомобиля охлаждающая жидкость нагревается и жидкостным насосом подается в радиатор системы охлаждения, где охлаждается, а затем снова поступает в рубашку блока цилиндров. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы охлаждающая жидкость постоянно циркулировала по замкнутому кругу: двигатель – радиатор – двигатель. Жидкость может циркулировать по малому кругу, минуя радиатор (непрогретый двигатель, термостат закрыт), или по большому кругу, поступая в радиатор (прогретый двигатель, термостат открыт).

Рубашка охлаждения двигателя состоит из рубашки блока цилиндров и рубашки головки блока, соединенных между собой отверстиями в прокладке между головкой и блоком.

Крыльчатка центробежного насоса и вентилятор приводятся в действие приводным устройством. При вращении крыльчатки насоса охлаждающая жидкость нагнетается в водораспределительную трубку, расположенную в головке блока. Через отверстия в трубке жидкость направляется к патрубкам выпускных клапанов, благодаря чему охлаждаются наиболее нагретые части головки блока и цилиндров. Нагретая жидкость проходит в верхний отводящий патрубок. Если термостат закрыт, то по перепускному каналу жидкость снова поступает к центробежному насосу. При открытом термостате охлаждающая жидкость проходит в верхний бачок радиатора, охлаждается, протекая по трубкам, и поступает в нижний бачок радиатора. Охлажденная в радиаторе жидкость по нижнему подводящему патрубку подводится к насосу.

Температуру жидкости в системе охлаждения контролируют дистанционным термометром, приемник которого расположен в кабинете водителя на щитке приборов, а датчик вмонтирвоан в систему охлаждения двигателя. Если температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения превышает определенную величину, то на щитке приборов загорается сигнальная лампа.

Принципиальная схема воздушного охлаждения включает в себя подкапотное пространство, закрытое соответствующими кузовными панелями; аксиальный или центробежный вентилятор с направляющим аппаратом, приводимый от коленчатого вала двигателя; направляющие панели рубашки охлаждения, а также органы, управляющие расходом воздуха, например в виде управляемых термостатами заслонок, дросселирующих вход или выход воздуха, или автоматической муфты регулирования частоты вращения вала вентилятора. В потоке охлаждающего воздуха помещают масляный радиатор. Для контроля теплового состояния двигателя служат датчик температуры и показывающий прибор в кабине водителя.

В наиболее распространенных системах с вентилятором применяют две принципиальные схемы подачи охлаждающего воздуха: с нагнетающим вентилятором и отсасывающим вентилятором.

Нагнетающий вентилятор работает в потоке холодного и более плотного воздуха, обладает большей подачей и требует меньших энергетических затрат. Менее экономичный просасывающий вентилятор обеспечивает более равномерное охлаждение цилиндров без сложных направляющих и распределительных дефлекторов.

Для поддержания оптимального теплового режима двигателя регулируют количество воздуха, подаваемого в систему. Простейшие варианты – дросселирование потока воздуха в системе с помощью заслонок, управляемых вручную или термостатом.

К преимуществам жидкостного охлаждения следует отнести:

— более эффективный отвод тепла от нагретых деталей двигателя при любой тепловой нагрузке;

— быстрый и равномерный прогрев двигателя при пуске;

— допустимость применения блочных конструкций цилиндров двигателя;

— меньшая склонность к детонации в бензиновых двигателях;

— более стабильное тепловое состояние двигателя при изменении режима его работы;

— меньшие затраты мощности на охлаждение и возможность использования тепловой энергии, отводимой в систему охлаждения.

Недостатки системы жидкостного охлаждения:

— большие затраты на обслуживание и ремонт в эксплуатации;

— пониженная надежность работы двигателя при отрицательных температурах окружающей среды и большая чувствительность к ее изменению.

К преимуществам воздушной системы охлаждения относят следующие:

— простота и удобство в эксплуатации из-за отсутствия жидкости;

— меньшая масса двигателя с воздушным охлаждением по сравнению с массой аналогичного двигателя с жидкостным охлаждением;

— пониженная чувствительность к колебаниям температуры, особенно ценная при эксплуатации автомобиля в районах с жарким или холодным климатом.

К недостаткам двигателей с воздушным охлаждением относятся следующие:

— значительный расход мощности на привод вентилятора;

— некоторое ухудшение наполнения цилиндра, приводящее к тому, что при одинаковых частотах вращения коленчатого вала и других параметрах двигатель с воздушным охлаждением развивает несколько меньшую мощность, чем двигатель с жидкостным охлаждением;

— повышенный шум при работе;

— большая тепловая напряженность отдельных деталей.

Систему жидкостного охлаждения наиболее целесообразно использовать в форсированных двигателях и в двигателях с относительно большим рабочим объемом цилиндра; систему воздушного охлаждения – в двигателях с рабочим объемом цилиндра до 1 л независимо от степени форсировки и в двигателях с небольшой литровой мощностью.

Радиатор, имеющий верхний и нижний бачки, соединенные сердцевиной радиатора. В верхний бачок впаяны наливная горловина, закрываемая пробкой, и патрубок для подсоединения гибкого шланга подводящего охлаждающую жидкость к радиатору. Сбоку наливная горловина имеет отверстие для пароотводной трубки. В нижний бачок впаян патрубок отводящего гибкого шланга.

К верхнему и нижнему бачкам припаяны боковые стойки, соединенные пластиной, припаянной к нижнему бачку. Стойки и пластина образуют каркас радиатора. Радиатор соединен с рубашкой охлаждения двигателя патрубками и гибкими шлангами, которые прикреплены к патрубкам стяжными хомутиками. Такое соединение допускает относительное смещение двигателя и радиатора. Перед радиатором установлены жалюзи для регулирования количества воздуха,проходящего между трубками радиатора. При перемещении рукоятки, укрепленной в кронштейне,вперед до отказа створки полностью открываются, и воздух свободно проходит между трубками радиатора.

Горловину герметически закрывает пробка, изолирующая систему охлаждения двигателя от окружающей среды. Пробка радиатора состоит из корпуса, парового и воздушного клапанов и запорной пружины. На стойке, при помощи которой к корпусу крепится запорная пружина, установлен паровой клапан, прижатый пружиной. Воздушный клапан прижимается пружиной к седлу, запрессованному в паровом клапане. Плотное соединение клапанов достигается установкой резиновых прокладок. При повреждении или разрушении резиновых прокладок система охлаждения становится открытой, и жидкость закипает при 100°С.

В случае закипания жидкости в системе охлаждения давление пара в радиаторе возрастает. При увеличении давления до 145–155 кН/м2 (1,45–1,55 кгс/см2) открывается паровой клапан, преодолевая сопротивление пружины. Система охлаждения двигателя сообщается с окружающей средой, и пар выходит через пароотводную трубку. После остановки двигателя жидкость охлаждается, пар конденсируется и в системе охлаждения создается разрежение. При снижении давления на 1 – 13 кН/м2 (0,01 –0,13 кгс/см2) открывается воздушный клапан и в радиатор через отверстия и клапан начинает поступать воздух, проходящий по пароотводной трубке. Работа парового и воздушного клапанов предотвращает возможное повреждение радиатора под действием как внешнего, так и внутреннего давления.

На легковых автомобилях, а также грузовых (малой и средней грузоподъемности) устанавливают трубчатоленточные радиаторы, имеющие несколько меньшую механическую прочность, но сравнительно более высокую тепловую эффективность и лучшую технологичность.

Жидкостной насос для создания в системе охлаждения принудительной циркуляции жидкости служит центробежный насос. На автомобилях «Волга», ЗИЛ-130 и других водяные насосы конструктивно объединены с вентиляторами и имеют общий привод. Жидкостный насос укрепленный на переднем торце блока цилиндров, состоит из чугунного корпуса и корпуса крыльчатки. Вал и вентилятор вращаются на шарикоподшипниках, запрессованных в корпус.

От смещения шарикоподшипники удерживаются втулкой и стопорными кольцами. Для удержания в них смазки и для защиты от загрязнения шарикоподшипники имеют уплотнения. На одном конце вала болтом укреплена пластмассовая крыльчатка. На другом конце вала установлены разрезная конусная втулка и, на шпонке, ступица шкива и вентилятора.

Жидкостной насос уплотнение вала в корпусе осуществлено самоподжимным сальником, состоящим из графитизированной текстолитовой шайбы, резиновой манжеты, пружины и двух обойм. Сальник вращается вместе с крыльчаткой, так как выступы текстолитовой шайбы входят в прорези хвостовика крыльчатки. Пружина через резиновую манжету прижимает шайбу к шлифованной, плоскости корпуса, что предотвращает вытекание жидкости из насоса. Шарикоподшипники насоса смазывают консистентной смазкой, которая не вымывается жидкостью. Перед заправкой полости подшипников смазкой отвертывают пробку, закрывающую контрольное отверстие. Через масленку смазка подается шприцем в корпус насоса до тех пор, пока она не начнет выходить из контрольного отверстия. После этого пробку 10 ввертывают в контрольное отверстие.

Для создания воздушного потока, охлаждающего жидкость, протекающую по трубкам радиатора, служит вентилятор, состоящий из крыльчатки и ступицы со шкивом. Иногда к каркасу радиатора для более интенсивного охлаждения в нем жидкости присоединяют направляющий кожух (диффузор), внутри которого вращаются лопасти вентилятора. На привод вентилятора затрачивается до 3-5 % мощности двигателя, что вызывает увеличение расхода топлива. С вентилятором связана и повышенная шумность работы двигателя. Поэтому в настоящее время стремятся обеспечить эффективную работу системы охлаждения с минимальными энергетическими затратами. Работу вентилятора характеризуют коэффициентом давления, который у обычных одноступенчатых аксиальных вентиляторов с малым числом лопастей составляет 0,07. У многолопаточных аксиальных вентиляторов эффективность повышается вдвое (К=0,15), еще более эффективны осерадиальные вентиляторы с неподвижным направляющим аппаратом (К=0,3). Наиболее эффективно работают центробежные вентиляторы (К=0,4). Однако для систем жидкостного охлаждения их практически не применяют из-за громоздкости воздухосборной улитки.

Аксиальные вентиляторы обычно делают с неравномерным шагом лопастей, что снижает вибрацию и шум вентилятора. Сейчас чаще применяют 6 — 8-лопастные вентиляторы, отлитые целиком из алюминия или пластмассы, лопасти которых имеют сечение крыла.

Вентиляторы двигателей автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др. имеют лопасти с отогнутыми вперед концами. При вращении такого вентилятора увеличивается подача воздуха и лучше охлаждается радиатор.

В 60-х годах появились вентиляторы с углом атаки лопастей, уменьшающимся с ростом частоты вращения вала двигателя, т. е. с увеличением скорости автомобиля и динамического напора воздуха на решетку радиатора.

Наиболее распространен привод вентилятора клиноременной передачей от шкива на носке коленчатого вала. Клиноременный привод достаточно прост, однако имеет и свои недостатки.

Прежде всего. это потери мощности на деформацию ремня и невысокая долговечность. Такой привод требует регулярного контроля натяжения ремня. Недостаточное натяжение связано с пробуксовкой и повышенным износом, а чрезмерное–с перегрузкой подшипников ступицы вентилятора. Технологически более сложный, но менее «энергоемкий» шестеренный привод вентилятора сохранился на двигателях ЯМЗ-236. Для малых двигателей легковых автомобилей все чаще применяют привод вентилятора электродвигателем.

Термостат необходимую температуру жидкости в системе охлаждения автоматически поддерживает термостат. Он позволяет быстро погреть холодный двигатель при пуске. На автомобильных двигателях применены термостаты с жидкостным и твердым наполнителями. В жидкостные термостаты наливают легко испаряющуюся жидкость (смесь 70 % этилового спирта и 30 % воды). В качестве твердого наполнителя используют церезин с медной стружкой, обладающий большим коэффициентом объемного расширения.

Жидкостный термостат состоит из корпуса с окнами, гофрированного баллона и клапана. Нижняя часть гофрированного баллона жестко соединена с кронштейном и корпусом. К верхней части баллона припаян шток с клапаном. Шток может перемещаться в направляющей корпуса. Иногда на клапане термостата делают небольшое отверстие или выдавку на кромке для выхода воздуха при заливке жидкости в систему охлаждения. В запаянном гофрированном баллоне находится жидкость, занимающая примерно половину внутреннего объема баллона. Из баллона откачан воздух, и при нормальных условиях он сжат, а клапан закрыт.

Термостат жидкостный термостат работает следующим образом. Если температура жидкости в системе охлаждения не превышает 73 °С, то баллон сжат и клапан закрыт. Жидкость по перепускному каналу поступает к насосу, минуя радиатор. По мере прогрева двигателя жидкость в системе охлаждения нагревается. При повышении ее температуры свыше 73 – 83 °С жидкость, находящаяся в баллоне, начинает испаряться, давление в баллоне повышается и клапан открывается. Охлаждающая жидкость поступает в радиатор. При температуре 88 – 94 °С клапан термостата открыт полностью.

Термостат с твердым наполнителем расположен между впускным трубопроводом и отводящим патрубком. К корпусу постоянно прижимается пружиной клапан, шарнирно соединенный со штоком. Последний опирается на резиновую мембрану, которая зажата между баллоном и направляющей втулкой. Внутреннее пространство баллона заполнено твердым наполнителем. Пока двигатель не прогрет, наполнитель в баллоне находится в твердом состоянии и клапан термостата закрыт. При повышении температуры воды в системе охлаждения до 70 °С и более объем наполнителя увеличивается, так как церезин плавится и нажимает на мембрану. Она выгибается вверх, давит через буфер на шток, который поворачивает клапан, вследствие чего охлаждающая жидкость поступает в радиатор. При снижении температуры охлаждающей жидкости объем твердого наполнителя уменьшается, и клапан термостата под действием возвратной пружины закрывается.

Глава 2. Особенности устройства и принцип работы системы охлаждения двигателя ЗМЗ-402

Водяной насос нагнетает жидкость в систему охлаждения, и основной ее поток проходит по жидкостной рубашке блока цилиндров от его передней части к задней. Омывая гильзы цилиндров со всех сторон и проходя через отверстия в привалочных поверхностях блока цилиндров и головок блока, а также в прокладке, расположенной между ними, охлаждающая жидкость поступает в рубашки головок блока. При этом значительное количество охлаждающей жидкости подается к наиболее нагретым местам – патрубкам выпускных клапанов и гнездам свечей зажигания. В головках блока охлаждающая жидкость движется в продольном направлении от заднего торца к переднему благодаря наличию отверстий соответствующего диаметра, просверленных в привалочных поверхностях блока цилиндров и головок, и дозирующих вставок, установленных в задних каналах впускного трубопровода. Отверстие во вставке ограничивает количество жидкости, поступающей в рубашку впускного трубопровода. Теплая жидкость, проходящая по рубашке впускного трубопровода, нагревает горючую смесь, поступающую из карбюратора (по внутренним каналам трубопровода), и улучшает смесеобразование.

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-402

Система охлаждения двигателя ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель (рис.1) — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией, состоит из водяной рубашки в блоке и головке цилиндров двигателя, жидкостного насоса, радиатора, расширительного бачка, вентилятора, термостата, пробки расширительного бачка, сливных краников и пробок.

В систему охлаждения двс ЗМЗ-402 также включен радиатор отопления кузова.

Поддержание правильного температурного режима двигателя оказывает решающее влияние на износ двигателя и экономичность его работы.

Оптимальная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически, и чехла на облицовке радиатора.

Для контроля температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения ЗМЗ-402 имеется указатель температуры, датчик которого ввернут в патрубок термостата, находящийся на головке цилиндров.

Кроме того, на щитке приборов имеется сигнализатор, загорающийся красным цветом при повышении температуры жидкости до 104-109оС. Датчик сигнализатора ввернут в верхний бачок радиатора.

При загорании сигнализатора следует немедленно установить и устранить причину перегрева.

Основной клапан термостата начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости 78-82°С. При температуре 94°С он уже полностью открыт.

При закрытом основном клапане жидкость в системе охлаждения двигателя циркулирует, минуя радиатор, через открытый дополнительный клапан термостата внутри рубашки охлаждения двигателя.

При полностью открытом основном клапане дополнительный клапан закрыт и вся жидкость проходит через радиатор охлаждения.

Отопитель кузова соединен параллельно с радиатором и термостат не отключает его от двигателя.

Поэтому при прогреве двигателя не следует открывать заслонку воздухопритока и включать электродвигатель отопителя.

Термостат ЗМЗ-402 автоматически поддерживает необходимую температуру охлаждающей жидкости в двигателе, отключая и включая циркуляцию жидкости через радиатор.

В холодную погоду, особенно при малых нагрузках двигателя, почти все тепло отводится в результате обдува двигателя холодным воздухом, и охлаждающая жидкость через радиатор не циркулирует.

Жидкостный насос ЗМЗ-402

Подшипник жидкостного насоса отделен от охлаждающей жидкости самоподтягивающимся сальником, состоящим из манжеты 2 и уплотняющей шайбы 3.

Водяной насос ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель

охлаждение двигатель насос водяной

Водяной насос нагнетает жидкость в систему охлаждения, и основной ее поток проходит по жидкостной рубашке блока цилиндров от его передней части к задней. Омывая гильзы цилиндров со всех сторон и проходя через отверстия в привалочных поверхностях блока цилиндров и головок блока, а также в прокладке, расположенной между ними, охлаждающая жидкость поступает в рубашки головок блока. При этом значительное количество охлаждающей жидкости подается к наиболее нагретым местам – патрубкам выпускных клапанов и гнездам свечей зажигания. В головках блока охлаждающая жидкость движется в продольном направлении от заднего торца к переднему благодаря наличию отверстий соответствующего диаметра, просверленных в привалочных поверхностях блока цилиндров и головок, и дозирующих вставок, установленных в задних каналах впускного трубопровода. Отверстие во вставке ограничивает количество жидкости, поступающей в рубашку впускного трубопровода. Теплая жидкость, проходящая по рубашке впускного трубопровода, нагревает горючую смесь, поступающую из карбюратора (по внутренним каналам трубопровода), и улучшает смесеобразование.

Жидкость, просочившаяся через сальник, не попадает в подшипник, а вытекает наружу через контрольное отверстие 4, которое необходимо периодически очищать. Подшипник помпы от перемещения удерживается фиксатором 1, который завернут до упора и закернен.

Подшипник заполняется смазкой при сборке, и в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется. Шкив помпы приводится во вращение вместе со шкивом генератора двумя клиновыми ремнями шкива коленчатого вала.

Водяной насос ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель требует ремонта при повышенном износе (люфте) подшипника, течи охлаждающей жидкости через контрольное отверстие в корпусе и поломке лопастей крыльчатки.

Помпа ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) имеет устройство аналогичное устройству жидкостного насоса двигателя мод. 4062.10, поэтому его разборка и сборка производится по схеме, приведенной для жидкостного насоса 4062.10.

Отличие состоит в том, что разборка жидкостного насоса начинается со снятия крышки жидкостного насоса. При сборке помпы ЗМЗ-402 (ГАЗ-402) при напрессовке на валик подшипника ступицы шкива необходимо выдерживать размер 117,5±0,2; напрессовка крыльчатки на валик подшипника производится заподлицо с корпусом насоса, выступание крыльчатки над плоскостью корпуса насоса должно быть не более 0,2 мм.

После сборки корпуса необходимо установить на корпус прокладку и привернуть болтами крышку.

Уровень жидкости в расширительном бачке на холостом двигателе ЗМЗ-402 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, ГАЗ-2705 Газель должен быть по метке MIN или выше ее на 3-5 см.

При необходимости долить охлаждающую жидкость в расширительный бачок. В случаях частой доливки проверьте герметичность системы охлаждения.

При значительной утечке для восстановления уровня допускается в исключительных случаях использовать воду. Однако при этом неизбежно понизится плотность смеси и повысится температура ее замерзания. Поэтому при первой возможности следует заменить смесь свежей охлаждающей жидкостью. При добавлении в систему охлаждения воды уровень в расширительном бачке должен быть выше метки MIN на 7-10 см.

Исходя из выявленных проблем, первым делом меняется расширительный бачок, который можно заменить более функциональным аалогом от ГАЗ 31305-1311010. Далее следует замена радиатора. Возможно, не самым лучшим, но все-таки весьма рациональным вариантом может стать обрзец от ГАЗ 3110. Отличительной особенностью данного двухрядного узла является отличная теплоотдача, которая достигается посредством новой воплощенной технологии спекания сот. При этом и сами соты в нем намного тоньше относительно рассматриваемого аналога.