Повышенное давление в системе охлаждения ваз 21214

Насос охлаждающей жидкости – лопастной, центробежного типа, приводится от шкива коленчатого вала клиновым ремнем. Корпус насоса – алюминиевый. Валик вращается в двухрядном подшипнике с пожизненным запасом смазки. Наружное кольцо подшипника стопорится винтом. На передний конец валика напрессована ступица шкива, на задний – пластмассовая крыльчатка. Для правильного положения ручья шкива насоса расстояние от привалочной поверхности крышки насоса до наружного торца ступицы должно быть 84,4±0,1 мм. При установке крышки с прокладкой проверяют и зазор 0,9–1,3 мм между лопастями крыльчатки и корпусом насоса. Для этого можно воспользоваться валиками из пластилина: их накладывают на равноудаленные лопасти крыльчатки, устанавливают крышку, затягивают гайки ее крепления, затем снимают крышку и измеряют оставшуюся толщину пластилина – она равна зазору.

Не допускается ощутимый рукой осевой и радиальный люфт в подшипнике насоса. При выходе из строя подшипника или самоподжимного сальника насоса рекомендуется заменять крышку насоса в сборе с валиком и крыльчаткой.

Перераспределением потоков жидкости управляет термостат с твердым термочувствительным элементом. На холодном двигателе клапан термостата перекрывает патрубок, ведущий к радиатору, и жидкость циркулирует только по малому кругу (через байпасный патрубок термостата), минуя радиатор. Малый круг включает радиатор отопителя, впускной коллектор, блок подогрева карбюратора (на двигателе 21213) или дроссельного узла (на двигателе 21214). При температуре 78–85°С клапан начинает перемещаться, открывая основной патрубок; при этом часть жидкости циркулирует по большому кругу, через радиатор. При температуре около 90°С основной клапан полностью открывается, а байпасный – закрывается, и вся жидкость циркулирует через радиатор двигателя. Ход основного клапана должен составлять не менее 6,0 мм.

Оценить исправность термостата можно по нагреву нижнего патрубка радиатора: он должен быть холодным, пока температура жидкости (по указателю) не достигнет 80–85°С, и горячим, когда она поднимется до 85–90°С. Термостат неремонтопригоден. При неисправности, потере герметичности, деформации патрубков его заменяют.

Радиатор состоит из двух вертикальных пластмассовых бачков (левый – с перегородкой) и двух горизонтальных рядов круглых алюминиевых трубок с напрессованными охлаждающими пластинами. Для повышения эффективности охлаждения пластины штампуются с насечкой. Трубки соединены с бачками через резиновую прокладку. Жидкость подается через верхний патрубок, а отводится через нижний. В нижней части левого бачка находится пробка для слива охлаждающей жидкости.

Для лучшего обдува радиатора предназначены кожухи, направляющие потоки воздуха от вентилятора (вентиляторов).

На двигателе 21213 основной кожух вентилятора состоит из двух половин (нижней и верхней), нижняя половина имеет резиновый уплотнитель со стороны радиатора. Перед радиатором установлен дополнительный направляющий кожух. На двигателе 21214 электровентиляторы вращаются в кожухе перед радиатором.

Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачного полиэтилена, что позволяет визуально контролировать уровень жидкости (на 3–5 см выше метки «MIN» на холодном двигателе).

Для контроля температуры охлаждающей жидкости в головку цилиндров двигателя ввернут датчик, связанный с указателем температуры на приборной панели. В выпускном патрубке двигателя 21214 установлен дополнительный датчик температуры, выдающий информацию для электронного блока управления двигателем (см. тут).

Система отопления описана тут.

Вопрос касательно давления в системе охлаждения двигателя является достаточно частым, так как проблемы с указанной системой или нарушения в работе ее отдельных компонентов нередко приводят к перегреву двигателя, разрыву патрубков, шлангов,  радиатора, расширительного бачка и т.д.

Простыми словами, часто от автолюбителей можно услышать, что шланг или бачок лопнул от высокого давления. В этой статье мы рассмотрим, как работает система охлаждения мотора, откуда в ней берется давление и почему оно образуется. 

Какое давление в системе охлаждения двигателя

Итак, двигатели внутреннего сгорания являются тепловой машиной, то есть энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. При этом КПД двигателей данного типа (особенно бензиновых) достаточно низкий, так как полезная энергия в большой степени расходуется на нагрев и трение сопряженных деталей.

Что касается нагрева, двигатель нуждается в эффективном охлаждении. Если детали перегреются, зазоры между ними уменьшаются в результате температурного расширения. В том случае, когда силовой агрегат сильно перегрет, мотор попросту заклинивает.

Под воздушной системой следует понимать вентилятор системы охлаждения, который включается при определенном нагреве и охлаждает двигатель путем его обдува потоком воздуха. Что касается жидкостной системы, охлаждающая жидкость циркулирует в данной системе под определенным давлением.

Примечательно то, что давление внутри системы охлаждения создается не специально (принудительно), а является результатом особенностей работы данной системы. Кстати, для поддержания нормального температурного баланса для двигателя важно не давление, а нормальная циркуляция ОЖ по системе.

Более того, герметичность и давление в системе позволяет повысить температуру кипения охлаждающей жидкости. Простыми словами, если при атмосферном давлении ОЖ или вода закипит при 100 градусах по Цельсию, то с учетом повышенного давления точка кипения сдвигается в большую сторону.

Например, давление в 1.5 атмосферы  означает, что ОЖ закипит при 110 градусах, увеличение давления еще на 0.5 атм. отодвинет точку кипения еще на 10 градусов  и т.д. Если добавить, что в современных антифризах пакет присадок позволяет улучшить также свойства самой жидкости, температурой кипения  нередко является отметка около 130-140 градусов при нужном давлении. Это позволяет увеличить температуру срабатывания термостата, делая моторы более «горячими», производительными и одновременно экологичными.

При этом избытки давления сбрасывает в атмосферу специальный клапан, который находится в крышке расширительного бачка. Обратите внимание, важно понимать, что от данного клапана и общей герметичности самой системы напрямую зависит ее работоспособность и эффективность охлаждения мотора.

Еще одной функцией крышки бачка является выравнивание давления после того, как двигатель заглушен и ОЖ начинает остывать. Уровень остывающей ОЖ понижается, во время остывания в закрытой системе неизбежно образуется разрежение. Вполне очевидно, что это также приведет к проблемам. Чтобы выровнять давление, клапан в крышке  расширительного бачка открывается, через него происходит забор наружного воздуха.

Советы и рекомендации

Итак, если в процессе эксплуатации ТС было замечено, что антифриз выдавливает в каком-либо месте, частой причиной является избыточное давление в системе охлаждения двигателя. При этом если явной течи антифриза нет, тогда диагностику необходимо начинать с крышки расширительного бачка.

Особенно часто проблемы с  крышкой проявляются таким образом, что антифриз или тосол выдавливает из-под самой крышки (как при работе  горячего ДВС, так и после остывания силовой установки). Также частой ситуацией является такая, когда в результате нарушения давления в системе срывает какие-либо патрубки или шланги. 

Как правило, нарушение герметичности по причине недостаточно затянутых хомутов на патрубках, трещины шлангов и патрубков и т.д. приводят к тому, что рабочее давление в системе охлаждения понижается и антифриз начинает кипеть. Это часто сопровождается бурлением в расширительном бачке.

Если же газы из цилиндров попадают в систему, нередко происходит критическое повышение давления, в результате чего давит тосол или антифриз, патрубки или радиатор может попросту разорвать.  В этом случае частой причиной оказывается пробитая прокладка ГБЦ, трещины в самом блоке или головке блока цилиндров.

Продолжительность эксплуатации двигателя внедорожника Нива во многом зависит от того, насколько эффективно работает охлаждение ВАЗ-2121. Ведь перегрев — первый враг силового агрегата, ведущий к дорогостоящему ремонту.

Вот почему так важна исправность узлов и элементов охладительного контура. Чтобы уметь их обслуживать и выявлять неисправности, нужно разобраться, из чего состоит схема и как функционирует охлаждение Нивы.

Устройство охладительной сети автомобиля

Система охлаждения ВАЗ Нива является достаточно эффективной и практически не претерпела изменений с момента своего создания. В нее входят следующие агрегаты и элементы:

1. Механический водяной насос (помпа). Установлен в блоке цилиндров с передней стороны, его крыльчатка погружена в охлаждающую жидкость, циркулирующую по водяной рубашке двигателя ВАЗ-2121. Приводится в действие ременной передачей.
2. Механический термостатический элемент (термостат). Находится с правой стороны от блока по ходу движения. От него патрубки идут к водяной рубашке и радиатору.
3. Радиатор охлаждения с 2 пластиковыми бачками по бокам. Расположен в передней части машины.
4. Вентилятор с воздушным диффузором. Прикреплен к внутренней стороне радиатора.
5. Расширительный пластмассовый бачок с крышкой, оборудованной клапанами. Подключен патрубком к радиатору.
6. Теплообменник отопителя салона, снабженный краном.

Контроль температуры в сети охлаждения двигателя Нивы осуществляется разными способами. В карбюраторной модели ВАЗ-21213 в головку цилиндров встроен датчик, связанный с указателем температуры на приборной доске. На модели ВАЗ-21214, где топливо подает инжектор, имеется второй датчик, вмонтированный в патрубок на головке цилиндров. Он связан с контроллером, готовящим топливную смесь в зависимости от нагрева силового агрегата и включающим вентиляторы.

Есть еще 2 отличия в конструкции охлаждения моторов с карбюратором и инжектором:

• на машинах с прямым впрыском топлива на радиаторе установлено 2 электрических вентилятора вместо 1 механического;
• патрубки для подогрева нижней части карбюратора в модели 21214 обеспечивают нагрев блока дроссельной заслонки.

В автомобилях ВАЗ-2131 Chevrolet Niva система охлаждения в целом аналогична обычной Ниве с инжектором. Радиатор отопителя ВАЗ-2131 не оборудован краном, из-за чего через него круглогодично протекает антифриз.

Принцип действия

Схема охлаждения Нивы работает под давлением, поскольку в обычном режиме не сообщается с атмосферой. Охладительная жидкость — антифриз с температурой замерзания -40 °С. Представляет собой раствор воды с этиленгликолем, количество для заполнения системы — 10,7 л. Закипает он тоже при повышенной температуре, +110 °С.

Ключевым элементом в работе системы является термостатический клапан, распределяющий потоки жидкости в зависимости от нагрева двигателя. Внутри термостата имеется заслонка, управляемая термочувствительным элементом. При нагреве он перемещает заслонку, открывая потоку другой путь. В целом схема работает по следующему алгоритму:

1. Когда мотор не прогрет до рабочей температуры (90 °С), антифриз, побуждаемый помпой, циркулирует по малому контуру охлаждения: двигатель, термостат, радиатор отопителя салона.
2. При нагреве силового агрегата заслонка термостата начинает приоткрываться, пропуская часть жидкости в большой контур, куда входит основной радиатор. Перемещение заслонки начинается с температуры около 80 °С, а при достижении 92-94 °С она открыта полностью. Практически весь антифриз теперь движется по большому кругу, охлаждаясь в основном радиаторе.
3. Малое кольцо циркуляции не закрывается, ведь печка тоже должна функционировать. Но туда поступает гораздо меньше жидкости из-за малых диаметров патрубков. К этой же линии подключен подогрев карбюратора или дроссельной заслонки.
4. На Ниве ВАЗ-2121 вентилятор установлен на оси водяного насоса и постоянно гонит воздух на блок цилиндров. В моделях ВАЗ-21214 и 2131 2 электрических вентилятора включаются поочередно либо вместе, подчиняясь команде контроллера, а тот ориентируется на показания датчика температуры. Порог включения — приблизительно 100 °С.
5. Лишний объем антифриза, возникающий при нагреве, уходит по шлангу в расширительный бачок. При этом давление в системе возрастает, что еще больше затрудняет закипание жидкости. При остывании идет обратный процесс: антифриз возвращается в систему.

В летнее время и переходный период в машинах ВАЗ-21213 и 21214 проход охлаждающей жидкости через радиатор отопителя ограничивается краном. На Шевроле Ниве такого крана нет, отключение обогрева производится путем перенаправления потока воздуха мимо теплообменника.

Возможные неисправности

Чтобы избежать неприятностей с перегревом двигателя, необходимо контролировать и обслуживать охладительную систему Нивы.

Следует чаще проверять уровень антифриза в расширительном бачке. Ввиду надежности охлаждения неисправностей в ней случается не так много:

1. Когда автомобиль греется до максимума в любую погоду, а патрубки основного радиатора холодные, то сломался термостат. Элемент не ремонтируется, только меняется.
2. Электрические вентиляторы включаются как попало, в том числе на холодном двигателе, а при перегреве могут и не запуститься. Это значит, что вышел из строя и подлежит замене датчик, передающий данные о температуре контроллеру.
3. Когда указатель на панели выдает неточные данные или не показывает температуру, надо поменять второй датчик, стоящий в головке цилиндров.
4. Постоянно снижается уровень жидкости в бачке. Надо искать и устранять протечку на патрубках или в одном из радиаторов.

Важно периодически проверять наличие люфта оси водяного насоса. Его появление говорит об износе подшипника, необходимо как можно быстрее поменять помпу.