Układ chłodzenia silnika jest płynny, zamknięty, z wymuszonym obiegiem płynu. Wymuszony obieg chłodziwa (Tosol-A) w układzie zapewnia pompa, a połączenie układu chłodzenia z atmosferą odbywa się za pomocą specjalnych zaworów (przy określonym ciśnieniu i próżni), znajduje się we wtyczkach chłodnicy i zbiornika wyrównawczego.
Układ chłodzenia silnika obejmuje płaszcz chłodzący głowicę i blok cylindrów, chłodnicę, pompę, termostat, wentylator, zbiornik wyrównawczy, rury łączące i kurki spustowe. Ponadto układ chłodzenia obejmuje podgrzewacz karoserii oraz podgrzewacz kolektora dolotowego i korpusów przepustnic gaźnika.
Schemat ideowy układu chłodzenia silnika samochodu «Niva» VAZ-2121 pokazano na ryc. 9.
Ryż. 9. Schemat ideowy układu chłodzenia silnika:
1 - grzejnik; 2 - krawędź grzejnika; 3 - Gaźnik; 4 - głowica cylindrów; 5 - pompa; 6 - korek chłodnicy; 7 - zbiornik wyrównawczy; 8 - grzejnik; 9 - rurociąg obejściowy: 10 - termostat; 11 - blok cylindrów.
Gdy silnik jest zimny, główny zawór termostatu 10 jest zamknięty, a płyn chłodzący nie przepływa przez chłodnicę 8. W tym przypadku ciecz jest pompowana przez pompę 5 do płaszcza chłodzącego bloku 11 i głowicy cylindrów 4. Z głowicy cylindrów przez rurę obejściową 9 ciecz wchodzi do dodatkowego zaworu termostatu i ponownie wchodzi do pompy. Dzięki cyrkulacji tej części płynu silnik szybko się nagrzewa. Jednocześnie mniej płynu przepływa z głowicy cylindrów do nagrzewnicy (koszula) rurociągu wlotowego i korpusu przepustnicy gaźnika 3 oraz przy otwartym kurku 2 do grzejnika 1 karoserii.
Gdy silnik jest ciepły, pomocniczy zawór termostatu jest zamknięty, a zawór główny jest otwarty. W takim przypadku większość cieczy z głowicy cylindrów dostaje się do chłodnicy, ochładza się w niej i wchodzi do pompy przez otwarty główny zawór termostatu. Mniejsza część płynu, podobnie jak przy zimnym silniku, przepływa przez podgrzewacz gaźnika i podgrzewacz karoserii.
W pewnym zakresie temperatur główny i dodatkowy zawór termostatu są otwarte jednocześnie, a płyn chłodzący krąży w tym przypadku w dwóch kręgach. Ilość płynu krążącego w każdym obiegu zależy od stopnia otwarcia zaworów termostatów, co zapewnia automatyczne utrzymywanie optymalnego reżimu temperaturowego silnika.
Zbiorniczek wyrównawczy 7 napełniony płynem chłodzącym komunikuje się z atmosferą poprzez gumowy zawór zamontowany w korku zbiornika. Zbiornik jest połączony wężem z króćcem wlewu chłodnicy, który ma korek z zaworami. Zbiornik kompensuje zmiany objętości płynu chłodzącego, a w układzie utrzymywana jest stała objętość krążącego płynu.
pompa płynu chłodzącego (Ryż. 10) typ odśrodkowy, zapewnia wymuszony obieg cieczy w układzie chłodzenia silnika. Wał pompy 5 jest osadzony w pokrywie 6 w dwurzędowym nierozłącznym łożysku 4. Wirnik 8 i piasta wentylatora 3 są wciśnięte w wał pompy. Gdy wał pompy obraca się, płyn chłodzący wchodzi do środka wirnika, jest wychwytywany przez jego łopatki, jest wyrzucany do obudowy pompy pod działaniem siły odśrodkowej i jest kierowany do płaszcza chłodzącego bloku silnika. Urządzenie uszczelniające 7, zainstalowane na wale pompy, zapobiega przedostawaniu się cieczy do łożyska wału. Pompa i wentylator są napędzane paskiem klinowym z koła pasowego zamontowanego na przednim końcu wału korbowego. Ten pasek obraca również koło pasowe alternatora.
Ryż. 10. Pompa płynu chłodzącego:
1 - koło pasowe pompy; 2 - wentylator; 3 - piasta; 4 - łożysko; 5 - wał; 6 - okładka; 7 - uszczelniacz; 8 - wirnik; 9 - ciało.
Termostat (Ryż. jedenaście) przyczynia się do przyspieszenia rozgrzewania silnika i reguluje w określonych granicach ilość płynu chłodzącego przepływającego przez chłodnicę. Termostat jest zaworem automatycznym. Jest wypełniony materiałem stałym, nierozłączny, posiada dwa wloty 1 i 13, wylot 6, dwa zawory (główna 9, dodatkowa 2) i element czujnikowy. Termostat jest zainstalowany przed wlotem pompy płynu chłodzącego i jest podłączony do niego przewodem 6. Przewodem 1 termostat jest podłączony do głowicy cylindrów silnika, a przewodem 13 do dolnego zbiornika chłodnicy. Elementem czułym termostatu jest cylinder 4, gumowa membrana 5 i drążek 12. Wewnątrz cylindra pomiędzy jego ściankami a gumową membraną znajduje się stały wypełniacz (drobnokrystaliczny wosk), który ma wysoki współczynnik rozszerzalności objętościowej. Główny zawór 9 termostatu zaczyna się otwierać, gdy temperatura płynu chłodzącego przekracza 80°C. Przy temperaturach poniżej 80°C zawór główny zamyka wylot płynu z chłodnicy i przepływa on z silnika do pompy, przechodząc przez otwarty zawór pomocniczy 2 termostatu. Gdy temperatura chłodziwa wzrośnie powyżej 80°C, stały wypełniacz topi się w elemencie czujnikowym i zwiększa się jego objętość. W rezultacie pręt opuszcza cylinder, a cylinder przesuwa się w górę. W tym samym czasie dodatkowy zawór zaczyna się zamykać i przy temperaturze powyżej 94°C blokuje przepływ płynu chłodzącego z silnika do pompy. Główny zawór w tym przypadku otwiera się całkowicie, a płyn chłodzący krąży w chłodnicy.
Ryż. 11. Termostat:
1 - rura wlotowa z silnika; 2 - dodatkowy zawór; 3 - dodatkowa sprężyna zaworu; 4 - balon; 5 - gumowa membrana; 6 - rura wylotowa; 7 - główna sprężyna zaworu; 8 - główne gniazdo zaworu; 9 - główny zawór; 10 - uchwyt; 11 - nakrętka regulacyjna; 12 - zapas; 13 - rura wlotowa z chłodnicy 14 - wlew; 15 - klip.
Kaloryfer (Ryż. 12) zapewnia odprowadzanie ciepła z chłodziwa do atmosfery. Jest rurowo-lamelarny, ma pionowy układ rur i poziomy układ płyt chłodzących. Zbiorniki i rury chłodnicy są mosiężne, a płyty chłodzące ze stali ocynowanej. W górnym zbiorniku 3 chłodnicy znajduje się szyjka 4, przez którą układ chłodzenia jest napełniany cieczą. Szyjka jest hermetycznie zamknięta korkiem 5, który ma dwa zawory (wlot 7 i wylot 8). Zawór wydechowy otwiera się, gdy nadciśnienie w układzie wynosi 0,5 kgf/cm2 (0,05 MPa), a gotowany płyn chłodzący jest wyrzucany przez rurkę 6 i wąż łączący do zbiornika wyrównawczego. Zawór wlotowy nie posiada sprężyny i zapewnia połączenie układu chłodzenia z atmosferą poprzez zbiornik wyrównawczy i gumowy zawór w jego korku, który pracuje przy ciśnieniu zbliżonym do atmosferycznego. Zawór wlotowy uwalnia płyn ze zbiornika wyrównawczego, gdy zmniejsza się jego objętość w układzie (na chłodzenie) i przechodzi do zbiornika wyrównawczego wraz ze wzrostem objętości (gdy ciecz jest podgrzewana).
Ryż. 12. Grzejnik:
1 - dolny zbiornik; 2 - rdzeń; 3 - górny zbiornik; 4 - szyjka wlewu; 5 - korek chłodnicy; 6 - rura wylotowa pary; 7 - zawór wlotowy; 8 - zawór wydechowy; 9 - obudowa wentylatora.
W celu ukierunkowania przepływu powietrza przez chłodnicę i wydajniejszej pracy wentylatora, za chłodnicą montowana jest obudowa wentylatora 9, składająca się z dwóch połówek.
Wentylator (patrz ryc. 10) zwiększa prędkość i ilość powietrza przepływającego przez chłodnicę. Wentylator jest sześciołopatkowy, wykonany z tworzywa sztucznego. Łopatki mają zaokrąglone końce i są ustawione pod kątem do płaszczyzny obrotu wentylatora. Wentylator jest przymocowany do piasty 4 na wale pompy płynu chłodzącego. Koło pasowe 1 napędu pompy płynu chłodzącego jest zamontowane między wentylatorem a piastą.