GAZ21.SU — Общесоюзный клуб волговодов М-21


Система охлаждения

Система охлаждения двигателя жидкостная закрытая с принудительной циркуляцией жидкости.

Система охлаждения состоит из водяной рубашки, окружающей цилиндры и головку цилиндров двигателя, водяного насоса центробежного типа, радиатора с установленными перед ним жалюзи, вентилятора, термостата, системы предохранительных клапанов, помещенных в пробке радиатора, и спускных краников. В систему охлаждения включен также радиатор отопления кузова.

Система охлаждения заполняется мягкой пресной водой. Жесткую воду не следует использовать, так как ока вызывает значительное отложение накипи на стенках радиатора и в водяной рубашке двигателя и приводит к ухудшению условий охлаждения. В зимнее время система может быть заполнена жидкостью, замерзающей при низкой температуре (антифризом). Рекомендуется применять этиленгликолевую смесь по ГОСТу 159—52. Необходимо помнить, что этиленгликолевая смесь ядовита.

Ёмкость системы охлаждения 11,5 л.

Поддержание правильного температурного режима двигателя оказывает решающее влияние на износ двигателя и экономичность его работы. При чрезмерном охлаждении двигателя из-за большой вязкости масла увеличиваются потери на трение, происходит смывание масла со стенок цилиндров конденсирующимися парами бензина, повышается износ цилиндров и поршневых колец, увеличивается расход бензина. При перегреве двигателя возникает детонация, наблюдается чрезмерное разжижение масла, пригорание масла, возможны задиры поршней и цилиндров.

Температура охлаждающей жидкости при наивыгоднейшем тепловом режиме работы двигателя должна быть в пределах 80—85° С. Указанная температура поддерживается при помощи автоматически действующего термостата и управляемых водителем жалюзи.

Для контроля температуры воды в комбинации приборов имеется электрический импульсный указатель температуры, датчик которого ввернут в полость кронштейна водяного насоса, сообщающуюся с передней частью рубашки головки цилиндров. Кроме того, в комбинации приборов имеется зеленая сигнальная лампочка, загорающаяся при повышении температуры воды до 104—109° С. Датчик её ввёрнут в верхний бачок радиатора. При загорании лампочки следует немедленно устранить причину перегрева: долить охлаждающей жидкости, перейти на более легкий режим движения («сбавить газ»), усилить охлаждение, открыв жалюзи.

Система охлаждения двигателя показана на рис. 36.



Водяной насос нагнетает охлаждающую жидкость в изготовленную из нержавеющей стали водораспределительную трубу 5 установленную внутри головки 7 цилиндров. Через отверстия 6 в трубе жидкость подводится непосредственно к горячим местам головки – к патрубкам выпускных клапанов и к бобышкам свечей и интенсивно их охлаждает.

Рубашка блока 9 цилиндров соединена с головкой 7 через отверстия в прокладке 8 головки. Цилиндры охлаждаются термосифонно вследствие циркуляции жидкости. Это обеспечивает равномерное охлаждение всей поверхности цилиндров и наименьшее их коробление. Нагревшаяся жидкость собирается в рубашке головки цилиндров и поступает в выпускной патрубок 3, откуда в зависимости от температурного состояния двигателя термостатом направляется или в верхний бачок радиатора 1 (при прогретом двигателе), или через перепускной канал 15 в приемный патрубок 13 водяного насоса и обратно в двигатель (при холодном двигателе).

Отключение термостатом из круга циркуляции водяного радиатора намного ускоряет прогрев двигателя при пуске и уменьшает его износ.

Термостат

Термостат перепускного типа (рис. 37) помещен в выпускном патрубке 5, расположенном на кронштейне 2 водяного насоса. Термостат имеет два клапана: верхний — основной 7 и нижний — перепускной 6. При температуре воды ниже 76°С основной клапан термостата закрыт, и вся жидкость направляется через открытый перепускной клапан обратно в водяной насос, минуя радиатор. При повышении температуры жидкости до 76—82°С основной клапан 7 начинает открываться, и часть горячей жидкости из головки направляется в радиатор. При температуре жидкости 88—94°С основной клапан 7 открывается полностью, а перепускной закрывается, и вся жидкость направляется из головки в радиатор.



Клапаны термостата действуют автоматически в зависимости от изменения длины гофрированного баллона 10, внутри которого находится легко испаряющаяся жидкость. Нижний конец баллона закреплен неподвижно на кронштейне корпуса, а к верхнему концу припаяны основной и перепускной клапаны. При повышении температуры давление внутри баллона 10 увеличивается и он удлиняется, открывая основной клапан и закрывая перепускной. При охлаждении баллона длина его сокращается и клапаны перемещаются вниз; при этом основной клапан закрывается, а перепускной — открывается.

Выходное отверстие термостата уплотнено резиновой прокладкой 8. При повреждении этой прокладки часть жидкости при пуске холодного двигателя перетекает в радиатор, минуя закрытый основной клапан, вследствие чего удлиняется время прогрева.

В основном клапане имеется небольшое отверстие для удаления воздуха из водяной рубашки двигателя и предотвращения образования воздушных пробок при заливе жидкости в радиатор.

Для увеличения срока службы двигателя необходимо, чтобы прогрев двигателя происходил возможно быстрее. Для этого пуск холодного двигателя следует производить при закрытых жалюзи. Прогрев двигателя надо производить при работе двигателя с умеренным числом оборотов в течение 2—3 мин.

Необходимо помнить, что радиатор отопителя кузова присоединен параллельно радиатору и термостат не отключает его от двигателя. Поэтому, чтобы не удлинять время прогрева двигателя, не следует держать открытой крышку люка воздухопритока и включать электродвигатель вентилятора.

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру жидкости в двигателе, отключая или включая радиатор. В зимнее время, и особенно при малых нагрузках двигателя, почти все тепло отводится холодным воздухом, который обдувает двигатель, и через радиатор жидкость не циркулирует. В этом случае при применении воды она очень быстро может замерзнуть в радиаторе. Во избежание этого необходимо зимой всегда держать жалюзи закрытыми и приоткрывать их только при увеличении температуры до 90° С. Рекомендуется также надевать теплый капот на переднюю часть автомобиля.

Ни в коем случае нельзя в зимнее время снимать термостат, что иногда делают для избежания замерзания воды в радиаторе. Двигатель без термостата прогревается очень долго и работает при низкой температуре воды, вследствие чего ускоряется износ двигателя и увеличивается расход бензина, а также происходит интенсивное отложение смолистых веществ на внутренних стенках двигателя.

Водяной насос

Водяной насос — центробежного типа. Насос прикреплен к головке цилиндров четырьмя шпильками (рис. 38).

Корпус насоса состоит из двух отлитых из алюминиевого сплава частей: кронштейна 9, прикрепленного к головке цилиндров, и корпуса 5, в котором на двух шарикоподшипниках 21 установлен вал 14. Вал по торцам имеет лыски. На внутренний конец вала до упора в торец посажена крыльчатка 10, а на наружный — ступица / шкива. Крыльчатка и ступица закреплены болтами, ввернутыми в резьбовые отверстия в торцах вала. Под шайбой 12 болта 13 крепления крыльчатки 10 установлена резиновая шайба 11, препятствующая просачиванию воды между крыльчаткой и валом. Шарикоподшипники 21 с находящейся между ними распорной втулкой 22 зажаты между ступицей шкива и упорным кольцом, заложенным в канавку на валу. Подшипники закреплены в корпусе при помощи стопорного пружинного кольца 2, входящего в канавку на корпусе. Наружные торцы подшипников защищены войлочными сальниками, вмонтированными в наружные обоймы подшипников.



Крыльчатка 10 водяного насоса изготовлена из пластмассы и имеет радиально расположенные лопасти. Ступица крыльчатки чугунная; внутренний торец служит рабочей поверхностью сальника. Место выхода вала из полости насоса уплотнено торцовым самоподтягивающимся сальником. На хвостовик внутри корпуса напрессована латунная обойма 19 с двумя диаметрально расположенными выдавками. В обойму вставлена текстолитовая шайба 8. Выступы на шайбе, входящие в углубления обоймы, препятствуют вращению шайбы, но не мешают её продольному перемещению.

Между шайбой и корпусом установлена резиновая манжета 15 Спиральная пружина 17, находящаяся внутри манжеты, плотно прижимает торцы манжеты к корпусу с одной стороны и к шайбе с другой стороны, а шайбу — к гладко полированному торцу ступицы крыльчатки. Таким образом, создается надежное уплотнение места выхода вала из корпуса. Для улучшения приработки шайбы 8 к торцу крыльчатки торец шайбы покрыт графитовой смазкой.

Подшипники отделены от водяной полости насоса водосбросной канавкой. Вода, просочившаяся через сальник, не попадает на подшипники, а стекает по водосбросной канавке через отверстие 20 наружу.

Подшипники смазываются смазкой 1-13 через пресс-масленку 7, ввернутую в корпус насоса с левой стороны. На ранее выпущенных автомобилях вместо пресс-масленки установлена колпачковая масленка, соединенная с корпусом гибким шлангом. Смазку производят при помощи шприца, а при колпачковой масленке — ввертыванием колпачка до появления смазки из контрольного отверстия 6, расположенного между подшипниками на корпусе насоса и видимого через отверстие в шкиве вентилятора.

Вентилятор

Вентилятор четырехлопастной, штампован из листовой стали. Лопасти прикреплены вместе со шкивом к ступице четырьмя болтами. Для предотвращения вибрации лопастей они расположены одна относительно другой не под прямым углом.

С 1959 г. на двигателях устанавливают разборный вентилятор (лопасти у него между собой не склепаны). Чтобы избежать чрезмерного охлаждения радиатора в зимнее время, переднюю лопасть снимают. Для сохранения правильного положения лопастей на концах их выштампованы буквы П — передний и 3 — задний. При монтаже лопастей необходимо придерживаться этого указания.

Насос и вентилятор приводятся клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Этим же ремнем приводится также генератор; натяжение ремня осуществляется перемещением генератора. При правильном натяжении ремня он под усилием большого пальца должен прогибаться на 8—10 мм, как показано на рис. 39. Если ремень натянут слабо, то при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя начинается пробуксовка ремня, его перегревание и расслоение. Чрезмерное натяжение ремня вызывает быстрый износ подшипников генератора и водяного насоса, а также вытягивание и разрушение ремня.



При смазке подшипников вала водяного насоса следует тщательно удалить всю лишнюю смазку с корпуса насоса. Попадание смазки на ремень вызывает пробуксовку ремня в шкивах; кроме того, смазка разрушающе действует на ремень; замасленный ремень необходимо немедленно протереть тряпкой, слегка смоченной в бензине, до полного удаления смазки.

Радиатор

Радиатор (рис. 40) трубчато-пластинчатый. Плоские вертикальные трубки впаяны в верхний и нижний бачки радиатора в три ряда с небольшим расстоянием между рядами. В промежутках между трубками находятся припаянные к ним охлаждающие пластины из красной меди. Охлаждающие пластины представляют собой широкую ленту, изогнутую в виде змейки с шагом 6 мм. Для увеличения теплоотдачи поверхность ленты гофрирована.



В верхний и нижний бачки, изготовленные из латуни, впаяны штампованные латунные патрубки для присоединения впускного 16 и выпускного 9 шлангов. В нижний бачок с правой стороны сзади впаян штуцер для сливного краника 1. В верхний бачок сверху впаяна наливная горловина, а сзади, рядом со впускным патрубком — штуцер датчика контрольной лампочки температуры воды.

Пароотводная трубка 11 впаяна в нижнюю часть наливной горловины и отведена вниз по левой стойке радиатора.

Верхний и нижний бачки связаны припаянными к ним боковыми стойками.

Радиатор закреплен в четырех точках: снизу на двух сдвоенных круглых резиновых шайбах 5 и сбоку в верхней части боковых стоек двумя эластичными пружинными пластинами 13.

Шайбы 5 (одна из которых находится между кронштейном радиатора и поперечиной рамы, а вторая — под поперечиной) стянуты между собой болтом 7, ввернутым в приваренную к кронштейну гайку. Постоянство натяга шайб обеспечивается рас порными втулками 8. Болт 7 стопорят проволокой, пропущенной через отверстия в головке болта и во фланце поперечины. Пластины крепления радиатора привернуты как к боковым стойкам, так и к кроншейнам брызговиковоблицовки радиатора через резиновые шайбы и распорные втулки. Гайки болтов шплинтуют.

Пробка радиатора (рис. 41) герметически закрывает всю систему охлаждения. Пробка снабжена двумя клапанами: паровым / и воздушным 10. Паровой клапан / предохраняет систему от разрушения при чрезмерном возрастании температуры жидкости и, следовательно, повышении давления, пропуская лишний пар через пароотводную трубку 2 наружу; воздушный клапан 10 — при падении давления вследствие остывания жидкости, впуская в систему наружный воздух.



Паровой клапан отрегулирован на избыточное давление в системе 330—400 мм рт. ст. (0,45—0,55 кГ/см²). Благодаря такому возможному повышенному давлению вода в системе начинает закипать только при 109—112° С. При нормальных температурах система изолирована от окружающей среды, и практически убыли воды не происходит.

Воздушный клапан отрегулирован на разрежение в системе 7-73 мм рт. ст. (0,01— 0,10 кГ/см²).

Нормальная работа клапанов зависит от исправности их прокладок 9 и 8. При неисправных прокладках система перестает быть герметичной, и расход воды вследствие испарения резко возрастает.

Для избежания ожогов паром при открывании пробки на горячем двигателе пробку следует открывать рукой, завернутой в плотную тряпку, или в крайнем случае палкой.

Спуск воды производится одновременно через два краника 10 и 12 (см. рис. 36), из которых один расположен в нижнем бачке радиатора, а другой — с правой стороны блока цилиндров, в задней его части. Из-за герметичности системы при спуске воды необходимо снять пробку радиатора, а также открыть краник отопителя, расположенный на правой стороне блока цилиндров около спускного краника (см. рис. 158, поз. 5).

Жалюзи

Жалюзи, установленные перед радиатором, служат для регулировки степени охлаждения радиатора. Жалюзи состоят из шарнирно закрепленных в каркасе вертикальных стальных оцинкованных пластин — створок. Створки управляются при помощи гибкой тяги с места водителя. При вдвинутой рукоятке тяги створки раскрыты и воздух беспрепятственно обдувает радиатор; при выдвинутой до отказа рукоятке створки, поворачиваясь вокруг вертикальной оси, плотно закрывают радиатор, препятствуя проходу воздуха через него. Тяга может быть в зависимости от температуры окружающего воздуха и режима работы двигателя установлена в любом промежуточном положении для получения необходимой степени охлаждения радиатора. Жалюзи прикреплены в четырех точках к кронштейнам на боковых стойках радиатора.

Уход за системой охлаждения

Уход за системой охлаждения заключается в ежедневной проверке перед выездом уровня воды в радиаторе и при необходимости в доливке воды, смазке подшипника водяного насоса через каждые 1500 км пробега, поддержании правильного натяжения ремня вентилятора, устранении появившейся течи воды в системе, периодической промывке системы и в поддержании (во время движения) с помощью жалюзи постоянной температуры (80—85° С) в системе. Как указывалось выше, в систему необходимо заливать мягкую (хорошо дождевую) воду, так как это уменьшает образование накипи. Воду следует возможно реже менять. Поэтому целесообразно зимой на время длительной остановки сливать воду в сосуд, а перед пуском двигателя заливать её обратно в систему. Для уменьшения накипи можно добавлять в воду хромпик (K&sub2;Cr&sub2;O7) в количестве 3—10 г на 1 л воды, в зависимости от её жёсткости.

Герметичность системы нужно проверять на холодном двигателе, так как на горячем двигателе подтекающая вода сразу испаряется, и место течи трудно обнаружить.

Промывать систему следует 2 раза в год при сезонном осмотре автомобиля. Рубашку двигателя и радиатор промывают отдельно. Для промывки надо отсоединить шланги, соединяющие радиатор с двигателем, и вынуть термостат из выпускного патрубка. Перед промывкой для лучшей очистки рубашки цилиндров следует спускной краник вывернуть из блока цилиндров. При промывке вода должна циркулировать в направлении, обратном нормальному потоку воды в системе, т. е. в рубашку двигателя вода подводится через выпускной патрубок, а в радиатор — через нижний патрубок.

Промывку производят сильной струей чистой воды. Щелочные и кислотные растворы применять для промывки нельзя, так как они разрушают алюминиевые детали.

При засорении радиатора накипью следует снять его с автомобиля и залить 10%-ным раствором едкого натра (каустической соды), нагретого до температуры 90°С; через 30 мин после заливки нужно слить раствор и в течение 40 мин промывать радиатор горячей водой и продувать сжатым воздухом. Воду надо подвести к нижнему патрубку. При промывке, во избежание повреждения радиатора, необходимо следить, чтобы давление не превышало 1 кГ/см³.

С раствором едкого натра следует обращаться осторожно, так как он вызывает ожоги и разъедает ткани.

Раствор едкого натра нельзя заливать в водяную рубашку двигателя вследствие того, что раствор оказывает вредное действие на алюминиевые сплавы.

Один раз в год, лучше во время осеннего осмотра, нужно смазать тягу управления створками жалюзи. Для этого надо тягу вытащить из оболочки, предварительно отсоединив её от рычага на планке привода створок жалюзи. После смазки тяги по всей длине смазкой УС (солидолом) или смазкой ЦИАТИМ-201 её вдвигают обратно.