Układ chłodzenia silnika (VAZ-2121)

Układ chłodzenia służy do utrzymania optymalnej temperatury silnika poprzez kontrolowane odprowadzanie ciepła z najgorętszych części. Optymalne warunki temperaturowe gwarantują maksymalną moc, wysoką wydajność i długą żywotność silnika.

Układ chłodzenia silnika jest cieczowy, zamknięty, z wymuszonym obiegiem cieczy. Wymuszoną cyrkulację czynnika chłodzącego (Tosol-A) w układzie zapewnia pompa, a połączenie układu chłodzenia z atmosferą odbywa się poprzez specjalne zawory (przy określonym ciśnieniu i próżni), znajdują się w korkach chłodnicy i zbiornika wyrównawczego.

Układ chłodzenia silnika obejmuje płaszcz chłodzący głowicę cylindrów i blok, chłodnicę, pompę, termostat, wentylator, zbiornik wyrównawczy, przewody łączące i kurki spustowe. Ponadto układ chłodzenia obejmuje podgrzewacz nadwozia oraz podgrzewacz kolektora dolotowego i przepustnicy gaźnika.

Podstawowy schemat układu chłodzenia silnika samochodu Niva VAZ-2121 pokazano na rysunek 9.





Gdy silnik nie jest rozgrzany, główny zawór termostatu 10 jest zamknięty, a płyn chłodzący nie przepływa przez chłodnicę 8. W tym przypadku płyn jest pompowany przez pompę 5 do płaszcza chłodzącego bloku 11 i głowicy cylindra 4. Z głowicy cylindra, poprzez przewód obejściowy 9, ciecz wpływa do dodatkowego zaworu termostatycznego i ponownie wpływa do pompy. Dzięki cyrkulacji tej części cieczy silnik nagrzewa się szybko. Jednocześnie mniejsza część cieczy przepływa z głowicy cylindra do nagrzewnicy (płaszcza) kolektora dolotowego i korpusu przepustnicy gaźnika 3, a po otwarciu kranika 2 – do nagrzewnicy 1 nadwozia samochodu.

Gdy silnik jest ciepły, dodatkowy zawór termostatu jest zamknięty, a zawór główny jest otwarty. W tym przypadku większość cieczy z głowicy cylindra trafia do chłodnicy, schładza się w niej i wpływa do pompy przez otwarty zawór głównego termostatu. Mniejsza część cieczy, tak jak w przypadku nieogrzewanego silnika, krąży przez podgrzewacz gaźnika i podgrzewacz nadwozia.

W pewnym zakresie temperatur zawory termostatu głównego i dodatkowego są otwarte jednocześnie, a czynnik chłodniczy krąży w tym przypadku w dwóch obiegach. Ilość płynu krążącego w każdym obwodzie uzależniona jest od stopnia otwarcia zaworów termostatu, co zapewnia automatyczne utrzymanie optymalnej temperatury silnika.

Zbiornik wyrównawczy 7, wypełniony płynem chłodzącym, komunikuje się z atmosferą poprzez gumowy zawór zamontowany w korku zbiornika. Zbiornik połączony jest wężykiem z wlewem chłodnicy, w którym znajduje się korek z zaworami. Zbiornik kompensuje zmiany objętości płynu chłodzącego, dzięki czemu w układzie utrzymywana jest stała objętość krążącej cieczy.


Pompa płynu chłodzącego (Rys. 10) typ odśrodkowy, zapewnia wymuszoną cyrkulację cieczy w układzie chłodzenia silnika. Wał 5 pompy osadzony jest w pokrywie 6 w dwurzędowym nierozłącznym łożysku 4. Na wał pompy naciśnięte są wirnik 8 i piasta 3 wentylatora. Gdy wał pompy obraca się, czynnik chłodzący przepływa do środka wirnika, jest wychwytywany przez jego łopatki, pod wpływem siły odśrodkowej jest wyrzucany do korpusu pompy i kierowany do płaszcza chłodzącego bloku cylindrów silnika. Urządzenie uszczelniające 7, zamontowane na wale pompy, zapobiega przedostawaniu się cieczy do łożyska wału. Pompa i wentylator napędzane są paskiem klinowym za pośrednictwem koła pasowego zamontowanego na przednim końcu wału korbowego. Pasek ten obraca również koło pasowe generatora.



Termostat (Rys. 11) pomaga przyspieszyć nagrzewanie się silnika i reguluje w pewnych granicach ilość płynu chłodzącego przepływającego przez chłodnicę. Termostat jest zaworem automatycznym. Posiada wypełnienie stałe, jest nierozłączny, posiada dwie rury wlotowe 1 i 13, rurę wylotową 6, dwa zawory (główne 9, dodatkowe 2) i element wrażliwy. Termostat montowany jest przed wlotem pompy płynu chłodzącego i jest z nią połączony za pomocą przewodu 6. Za pomocą przewodu 1 termostat jest połączony z głowicą cylindra silnika, a za pomocą przewodu 13 - z dolnym zbiornikiem chłodnicy. Elementem czułym termostatu jest cylinder 4, gumowa membrana 5 i pręt 12. Wewnątrz cylindra, pomiędzy jego ściankami a gumową membraną, znajduje się stały wypełniacz (drobny wosk krystaliczny), posiadający wysoki współczynnik rozszerzalności objętościowej. Główny zawór termostatu 9 zaczyna się otwierać, gdy temperatura płynu chłodzącego przekroczy 80°C. Przy temperaturach poniżej 80°C zawór główny zamyka wylot cieczy z chłodnicy, która przepływa z silnika do pompy, przechodząc przez otwarty zawór dodatkowy 2 termostatu. Gdy temperatura chłodziwa wzrośnie powyżej 80°C, stały wypełniacz w elemencie czułym ulega stopieniu, a jego objętość zwiększa się. W rezultacie pręt wychodzi z cylindra, a cylinder porusza się ku górze. Dodatkowy zawór zaczyna się zamykać i przy temperaturze powyżej 94°C blokuje przepływ płynu chłodzącego z silnika do pompy. W tym przypadku zawór główny otwiera się całkowicie, a płyn chłodzący krąży w chłodnicy.




Kaloryfer (Rys. 12) zapewnia odprowadzanie ciepła z chłodziwa do atmosfery. Jest to typ płytowo-rurowy, posiadający pionowe rury i poziome płyty chłodzące. Zbiorniki i rurki chłodnicy są mosiężne, a płyty chłodzące są wykonane z ocynkowanej stali. W górnym zbiorniku 3 chłodnicy znajduje się szyjka 4, przez którą układ chłodzenia napełnia się cieczą. Szyjka jest hermetycznie zamknięta korkiem 5, który posiada dwa zawory (wlot 7 i wylot 8). Zawór wylotowy otwiera się przy nadciśnieniu w układzie wynoszącym 0,5 kgf/cm² (0,05 MPa), a zagotowany czynnik chłodniczy zostaje wypuszczony przewodem 6 i wężem łączącym do zbiornika wyrównawczego. Zawór wlotowy nie posiada sprężyny i zapewnia połączenie między układem chłodzenia a atmosferą poprzez zbiornik wyrównawczy i gumowy zawór w jego korku, który działa przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego. Zawór wlotowy uwalnia ciecz ze zbiornika wyrównawczego, gdy jego objętość w układzie się zmniejsza (podczas chłodzenia) i przechodzi do zbiornika wyrównawczego, gdy objętość wzrasta (podczas podgrzewania cieczy).



Aby skierować przepływ powietrza przez chłodnicę i zapewnić wydajniejszą pracę wentylatora, za chłodnicą zamontowano obudowę wentylatora 9 składającą się z dwóch połówek.

Wentylator (patrz 10) zwiększa prędkość i ilość powietrza przepływającego przez chłodnicę. Wentylator ma sześć łopatek i jest wykonany z plastiku. Łopatki mają zaokrąglone końce i są ustawione pod kątem do płaszczyzny obrotu wentylatora. Wentylator jest przymocowany do piasty 4 na wałku pompy płynu chłodzącego. Koło pasowe 1 napędu pompy płynu chłodzącego zamontowane jest pomiędzy wentylatorem a piastą.