Мы неустанно наблюдаем за работой ульяновских двигателей на подконтрольных «ГАЗелях». Из заявленных заводом-изготовителем 300 тысяч километров до капремонта моторы УМЗ-4216 прошли треть. Однако те, кто знают двигатели семейства УМЗ прошлых лет выпуска, отметят, что 100 тысяч - пробег довольно критический. Между тем УМЗ-4216 продолжают вполне нормально работать, хотя дают о себе знать некоторые инженерные просчеты и невысокое качество комплектующих. Но ульяновский завод, хоть и с опозданием, а все же внедряет мероприятия по улучшению качества выпускаемой продукции.

Перевозчик, эксплуатирующий эти отечественные грузовички, уже давно отказался от фирменных СТО и обслуживает технику, а также борется с неисправностями своими силами. Чтобы в очередной раз не ставить «ГАЗель» на ремонт из-за неисправной муфты включения вентилятора, смекалистые механики установили с внутренней стороны радиатора кожух с электровентилятором. Эти запчасти, изначально предназначенные для «ГАЗелей» с ЗМЗ-405, продаются в любом магазине и стоят около 2500 рублей.

Конечно, помимо кожуха с вентилятором пришлось приобретать еще реле, температурные датчики, которые будут включать и выключать электродвигатель вентилятора и тройник для врезки датчика в патрубок. Переоборудование одной системы охлаждения заняло пару-тройку часов и не потребовало от механиков высокой квалификации. Главное в этой работе - качественно собранная и аккуратно проложенная электропроводка. Ведь двигатель вентилятора потребляет ток в 15–20 А, и в случае плохого

контакта или использования чересчур тонкого провода до пожара недалеко.

К остальной сборке также не стоит относиться спустя рукава. Например, на конвейере «ГАЗа» (применительно к двигателю ЗМЗ-406) датчик включения вентилятора устанавливают в левом бачке радиатора, где температура жидкости ниже, чем в правом, так как она успевает охладиться при прохождении по каналам радиатора, в правый бачок жидкость поступает непосредственно с рубашки охлаждения двигателя. Устанавливать тройник с датчиком на УМЗ-4216 лучше и правильнее в нижний патрубок (он и так разъемный), на входе в водяной насос.

Врезаться и впаивать резьбовую часть для датчика в сам радиатор сложнее. Однако механики наших «ГАЗелей» внедрили датчики в верхний патрубок радиатора (так меньше возиться). В итоге вентилятор включается раньше, чем нужно, - на меньшей температуре. При этом мотор несколько хуже прогревается, а так как он оснащен электронноуправляемым впрыском топлива, могут возникнуть погрешности в работе топливной системы - будет готовиться обогащенная по составу смесь. Это приведет к увеличению расхода топлива. Кроме того, не исключено и такое: верхний патрубок горячий, а циркуляции жидкости через радиатор нет. Но датчик этого «не поймет» - вентилятор включится и будет совершенно бессмысленно работать, к тому же увеличится нагрузка на электропроводку, станет выше цикличность работы контактов реле и датчика. Правильная же установка датчика, в нижний патрубок двигателя УМЗ-4216, позволяет получить более стабильный температурный режим двигателя.

К тому же мотор быстрее прогревается после пуска, меньше расходует топлива. Включившийся электровентилятор вращается достаточно быстро даже при низких оборотах двигателя и этим снижает риск перегрева мотора в пробках и при работе с нагрузкой в тяжелых дорожных условиях при низких скоростях движения. В таких случаях на «ГАЗели» вентилятор с механическим приводом не всегда эффективен.

Из-за постоянных поломок муфт включения вентиляторов системы охлаждения мы начали устанавливать на радиаторы диффузоры с вентиляторами, оснащенными электродвигателями. Успешный опыт эксплуатации этой конструкции на двигателе УМЗ-4216 у нас уже есть - еще летом в качестве эксперимента мы переоборудовали таким образом одну «ГАЗель». Сейчас уже четыре машины прошли эту процедуру. Совсем недавно мы провели замеры расхода топлива «ГАЗелей» с ульяновскими двигателями. Для этих целей использовали груженую машину, заправляли полный бак, фиксируя количество топлива, и отправляли в рейс. По прибытию «ГАЗели» вновь заезжали на заправку, где фиксировали, сколько топлива пришлось залить во второй раз. Взяв цифру пробега за смену и количество залитого второй раз топлива, мы посчитали, что средний расход в смешанном режиме составил 19,9 литра.

Изначально конструкция нашего двигателя не предусматривала электромуфту, вентилятор вращался постоянно и был установлен на водяном насосе. Электромуфту включения вентилятора охлаждения двигателя смонтировали по инициативе «ГАЗа». Ставить электродвигатель вентилятора, как это сделано на большинстве автомобилей, конструкторы «ГАЗа» не собирались, так как для этого требовался более мощный генератор. Ведь «ГАЗель» в исполнении микроавтобуса оборудована дополнительными отопителями и светильниками. В пользу электромуфты - еще и ее тихая работа, отчасти благодаря ей «ГАЗель» прошла испытания по шумности с запасом.

Для повышения энергетических показателей, улучшения топливной экономичности, снижения токсичности и шума, на базе карбюраторного двигателя УМЗ-421 были разработаны модели с комплексной микропроцессорной управления впрыском топлива и зажиганием: двигатель УМЗ-4213 для автомобилей УАЗ и УМЗ-4216 — для автомобилей ГАЗель. Устройство системы охлаждения на УМЗ-4213 и УМЗ-4216 несколько различается, так как имеет отличия в схеме подключения расширительных бачков и радиаторов отопления.

Общее устройство системы охлаждения двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 на автомобилях УАЗ и ГАЗель.

Система охлаждения жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком, с подачей жидкости в цилиндров. Включает в себя водяной насос, термостат, водяные рубашки в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, радиатор, расширительный бачок, вентилятор, соединительные патрубки, а также радиаторы кузова.

Для нормальной работы двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 температура охлаждающей жидкости должна поддерживаться в пределах плюс 80-90 градусов. Допустима непродолжительная работа двигателя при температуре охлаждающей жидкости 105 градусов. Такой режим может возникнуть в жаркое время года при движении автомобиля с полной нагрузкой на затяжных или в городских условиях движения с частыми разгонами и остановками.

Устройство системы охлаждения двигателя УМЗ-4213 на автомобиле УАЗ.

Устройство системы охлаждения двигателя УМЗ-4216 на автомобиле ГАЗель.

Работа системы охлаждения двигателей УМЗ-4213 и УМЗ-4216 на автомобилях УАЗ и ГАЗель.

Поддержание нормальной температуры охлаждающей жидкости осуществляется при помощи двухклапанного термостата ТС-107-01 с твердым наполнителем. При прогреве двигателя, когда температура охлаждающей жидкости ниже 80 градусов, действует малый круг циркуляции охлаждающей жидкости. Верхний клапан термостата закрыт, нижний клапан открыт.

Охлаждающая жидкость водяным насосом нагнетается в рубашку охлаждения блока цилиндров, откуда через отверстия в верхней плите блока и нижней плоскости головки блока цилиндров жидкость попадает в рубашку охлаждения головки, далее в корпус термостата и через нижний клапан термостата и патрубок соединительный — на вход водяного насоса. Радиатор при этом отключен от основного потока охлаждающей жидкости.

Для более эффективного действия системы отопления салона при циркуляции жидкости по малому кругу, а такая ситуация может поддерживаться достаточно долго при низких отрицательных температурах окружающего воздуха, в канале выхода жидкости через нижний клапан термостата имеется дроссельное отверстие диаметром 9 мм. Такое дросселирование приводит к повышению перепада давления на входе и выходе радиатора отопления и более интенсивной циркуляции жидкости через этот радиатор.

Кроме того, дросселирование клапана на выходе жидкости через нижний клапан термостата уменьшает вероятность аварийного перегрева двигателя в случае отсутствия термостата, так как шунтирующее действие малого круга циркуляции жидкости при этом существенно ослабляется, поэтому значительная часть жидкости пойдет через радиатор охлаждения.

Дополнительно для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в холодное время года на автомобилях УАЗ перед радиатором могут быть установлены жалюзи, с помощью которых можно регулировать количество воздуха, проходящего через радиатор.

При повышении температуры жидкости до 80 градусов и более открывается верхний клапан термостата, а нижний клапан закрывается. Циркуляция охлаждающей жидкости идет по большому кругу через радиатор.

Для нормального функционирования система охлаждения должна быть полностью заполнена жидкостью. При прогреве двигателя объем жидкости увеличивается, избыток ее выталкивается за счет повышения давления из замкнутого объема циркуляции в расширительный бачок. При снижении температуры жидкости, например после прекращения работы двигателя, жидкость из расширительного бачка под действием возникающего разрежения возвращается в замкнутый объем.

На автомобилях УАЗ с двигателем УМЗ-4213 расширительный бачок непосредственно связан с атмосферой. Регулирование обмена жидкости между бачком и замкнутым объемом системы охлаждения регулируется двумя клапанами, впускным и выпускным, находящимися в пробке радиатора.

Для правильной диагностики и ремонта необходимо знать устройство и , чтобы при первых признаках неисправности диагностировать поломку или произвести ремонт, не допуская выхода из строя всего агрегата в целом. Большинство неисправностей можно прогнозировать по косвенным признакам и не допускать их прогрессирования. Для этого необходимо знать и понимать, за что отвечает каждый из элементов и каков принцип его работы.

Система охлаждения автомобиля

В является составной частью системы охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, которое необходимо отводить. Тепло выделяется из-за сгорания топлива и от трущихся поверхностей. Если тепло не отводить, то двигатель очень быстро нагреется и выйдет из строя. Система охлаждения имеет два контура (малый и большой круг), их разделяет термостат. Когда жидкость холодная, она циркулирует по малому, а когда нагревается, то по большому кругу. Это позволяет быстро набирать рабочую температуру и не перегреваться. В тёплое время года тепло отводится в атмосферу, а при наступлении холодного времени часть тепла тратится на отопление салона.

Отопление

После того как мы разобрались, как работает система охлаждения, можно перейти к отоплению салона. на автомобиле Газель идентична отопителям других авто, которые имеют жидкостное охлаждение двигателя. Жидкость может циркулировать по радиатору отопителя независимо от того, открыт термостат или нет. Для лучшего отопления жидкость для печки поступает из самой горячей части двигателя (из головки блока цилиндров). Поэтому на двигателе, ещё не успевшем набрать рабочую температуру, из дефлекторов всё равно идёт тёплый воздух. Отопитель имеет в своей конструкции кран, который либо пропускает жидкость в радиатор, либо сбрасывает её обратно. И от того, насколько сильно он открыт, зависит температура воздуха, выходящего из дефлекторов. осуществляется с панели управления отопителем. Кран оборудован электроприводом, который меняет положение заслонки. Также с панели управления возможно изменять интенсивность обдува и направления. За интенсивность отвечает моторчик с крыльчаткой, от скорости вращения которой изменяется интенсивность обдува.

Изменение положения заслонок изменяет направления обдува (в лицо, на ноги, на грудь, на стекло). Нагретая ОЖ из двигателя по магистралям попадает в , от этого он нагревается. В это время через него проходит воздух, нагнетаемый вентилятором. Далее он проходит по воздуховодам,заслонки которых открыты. Затем горячий воздух попадает в салон автомобиля и обогревает его. Для ремонта или диагностики неисправности этого оборудования существует электросхема, на которой обозначены все узлы электрических устройств. И при поломках или при некорректной работе устройств необходимо подробно её прочесть, чтобы понять, откуда запитано и чем регулируется вышедшее из строя устройство.

Когда знаешь принцип работы и устройство, гораздо проще ориентироваться при поломках. Ведь для успешного выполнения ремонта важно понимать причину неисправности, иначе ремонт не будет выполнен успешно. Для правильной диагностики также важно понимать алгоритм действия всего механизма в целом. В настоящее время водителю необязательно уметь ремонтировать автомобиль, есть станции технического обслуживания, которые занимаются починками любой сложности. Но ведь бывает, что поломка застала вас в дороге, и нет возможности воспользоваться услугами специалистов. Вот тогда-то и пригодится знание устройства автомобиля и его механизмов. Когда знаешь, Газель, то при возникновении неисправности на другом авто будет проще ориентироваться при ремонте или диагностике, поскольку во всех автомобилях они почти одинаковые, за исключением небольших нюансов. И вы с лёгкостью можете диагностировать неисправность.

Газель до 2009 года. Система охлаждения двигателя УМЗ-4216

Описание конструкции

Система охлаждения двигателя (для автомобиля с двумя отопителями): 1 - радиатор; 2 - ремень привода генератора и насоса охлаждающей жидкости; 3 - кожух вентилятора; 4 - шланг отвода жидкости из радиаторов отопителя; 5 - шланг подвода жидкости к электронасосу системы отопления; 6 - электронасос системы отопления; 7 - шланг отвода жидкости от блока подогрева дроссель­ного узла; 8 - шланг подвода жидкости к блоку подогрева дроссельного узла; 9 - крышка корпуса термостата; 10 - насос охлажда­ющей жидкости; 11 - шланг подвода жидкости к радиатору; 12 - пароотводящий шланг; 13 - расширительный бачок; 14 - крышка расширительного бачка; 15 - наливной шланг; 16 - тройник; 17 - шланг отвода жидкости от радиатора

Система охлаждения - жидкост­ная, закрытого типа, с принуди­тельной циркуляцией жидкости. Состоит из расширительного бач­ка, насоса охлаждающей жидкос­ти, рубашки охлаждения двигателя, термостата, соединительных шлан­гов, радиатора и крыльчатки вен­тилятора, приводимой во вращение клиновым ремнем от шкива колен­чатого вала при включенной элек­тромагнитной муфте вентилятора.

К системе охлаждения подсоеди­нены радиатор отопителя кабины и радиатор дополнительного отопи-теля (для автофургонов с двумя ря­дами сидений и микроавтобусов). Заправляется система охлаждаю­щей жидкостью через горловину расширительного бачка. Расширительный бачок изготов­лен из полупрозрачной пласт­массы, что позволяет визуально контролировать уровень охлажда­ющей жидкости. Уровень жидкос­ти в холодном двигателе должен находиться между верхним кра­ем хомута, крепящего бачок, и меткой MIN . К верхнему пат­рубку бачка подсоединен паро­отводящий шланг, соединяющий бачок с крышкой термостата.

Элементы системы охлаждения двигателя и системы отопления салона (для автомобиля с двумя отопителями): 1 - радиатор; 2 - кожух вентилятора; 3 - шланг отвода жидкости из радиаторов отопителя; 4 - шланг подвода жидкости к электронасосу системы отопления; 5 - электронасос системы отопления; 6 - электрический клапан системы отопления; 7 - шланг подвода жидкости к ра­диаторам отопителей; 8 - байпасный шланг; 9 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 - шланг отвода жидкости от блока подогрева дроссельного узла; 11 - шланг подвода жидкости к блоку подогрева дроссельного узла; 12 - пароотводящий шланг; 13 - расширительный бачок; 14 - шланг подвода жидкости к радиатору; 15 - шланг отвода жидкости от радиатора; 16 - наливной шланг

Нижний патрубок бачка соединя­ется наливным шлангом с отводя­щим шлангом радиатора. Герметичность системы охлаж­дения обеспечивается впуск­ным и выпускным клапанами в крышке расширительного бачка. Выпускной клапан поддерживает повышенное, по сравнению с ат­мосферным, давление в системе на горячем двигателе. За счет этого повышается температура кипения жидкости и уменьшаются паровые потери. Впускной клапан откры­вается при понижении давления в системе на остывающем двига­теле. При этом уровень охлаждаю-

щей жидкости в расширительном бачке снижается.

При утере крышки нельзя заменять ее герметичной крышкой без клапанов, да­же подходящей по разме­ру и резьбе, - это приведет к недопустимому повышению давления в системе охлаж­дения (на горячем двигателе) и, как следствие, утечке ох­лаждающей жидкости из-под хомутов крепления шлангов.

Циркуляцию жидкости в систе­ме охлаждения обеспечивает на-

с ос охлаждающей жидкости. Насос охлаждающей жидкости - центро­бежного типа, приводится вместе с генератором клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Жидкость поступает к насосу через шланги из расширительного бачка и радиатора системы охлаждения, из радиатора отопителя и блока по­догрева дроссельного узла.

Насосом охлаждающая жидкость нагнетается в рубашку охлажде­ния блока цилиндров, откуда через отверстия в привалочных поверх­ностях блока и головки блока цилин­дров попадает в рубашку охлаждения головки блока цилиндров и отгуда - к термостату.

Термостат способствует ускоре­нию прогрева двигателя, авто­матическому поддержанию его теплового режима в заданных пределах и регулирует количест­во жидкости, проходящей через радиатор. Внутри термостата ус­тановлен металлический баллон с термочувствительным наполни­телем (воском). Баллон герметич­но закрыт резиновой вставкой. При нагревании наполнитель расплавляется и увеличивает свой объем, сдавливая вставку. Резиновая вставка деформирует­ся и выталкивает шток, открывая клапан термостата.

Термостат установлен в кор­пусе, который крепится к го­ловке блока цилиндров тремя болтами и гайкой. На двигате­ле установлен термостат с твер­дым наполнителем ТС-108-01 М.

На неирогретом двигателе клапан термостата закрыт и перекрыва­ет выпускной патрубок крыш­ки корпуса термостата, ведущий к радиатору системы охлаждения. Жидкость при этом циркулиру­ет по рубашке охлаждения дви­гателя - по малому кругу. Часть жидкости из рубашки охлажде­ния по шлангу, подсоединенному к патрубку корпуса термостата, поступает в радиатор отопителя, а затем возвращается к насосу. В блок подогрева дроссельно­го узла жидкость поступает через шланг, подсоединенный к шту­церу крышки термостата, и затем возвращается к насосу.

По мере прогрева двигате­ля, при температуре жидкости 80 °С, клапан термостата начи­нает перемещаться, открывая выпускной патрубок крышки термостата и пропуская поток жидкости в радиатор системы охлаждения. Жидкость начина­ет циркулировать по большому кругу, поступая в радиатор сис­темы охлаждения, где отдает теп­ло окружающему воздуху. Через блок подогрева дроссельного узла жидкость циркулирует постоянно и не зависит от положения клапа­на термостата.

Радиатор системы охлаждения состоит из двух вертикально расположенных пластмассовых бачков, соединенных алюмини­евыми трубками с охлаждающи­ми пластинами, расположенными между ними. Жидкость поступает

в радиатор через верхний патру­бок левого бачка, а отводится че­рез нижний патрубок. Для слива охлаждающей жидкости в правом бачке имеется сливное отверстие, закрытое пробкой.

Крыльчатка вентилятора крепится четырьмя болтами к ступице элек­тромагнитной муфты включения вентилятора.

Элементы насоса охлаждающей жидкости: 1 - патрубок шланга, отводящего жид­кость из радиатора; 2 - насос в сборе; 3 - штуцер отвода охлаждающей жидкости от дроссельного узла; 4 - ступица насоса; 5 - патрубок шланга отвода охлаждающей жидкости из отопителя; 6 - крыльчатка насоса; 7 - прокладка; 8 - крышка насоса

Электромагнитная муфта состо­ит из ступицы с прижимным дис­ком в сборе, шкива вентилятора и электромагнита, установлен­ных на оси муфты. Ось муфты за­прессована в гнездо кронштейна, который крепится к крышке при­вода ГРМ. Неподвижный элект­ромагнит крепится к кронштейну оси. Шкив вентилятора приводит­ся во вращение клиновым рем­нем от шкива коленчатого вала. Ступица муфты соединена с при­жимным диском тремя упругими стальными пластинами. Ступица и шкив вращаются на оси муф­ты на радиальных шариковых подшипниках, запрессованных в отверстия ступицы и шкива. Между торцевыми поверхностя - ми прижимного диска ступицы и шкива имеется зазор, который образует распорная втулка, рас­положенная на оси между внут­ренними кольцами подшипников ступицы и шкива. По сигналам

электронного блока управления двигателем (ЭБУ) напряжение по­дается на электромагнит муфты, в результате чего прижимной диск ступицы, притягиваясь к элект­ромагниту (и преодолевая усилие упругих пластин, соединяющих ступицу и прижимной диск), при­жимается к постоянно враща­ющемуся шкиву вентилятора. В результате (под действием сил трения) вращение со шкива пере­дается на прижимной диск и далее на ступицу и крыльчатку вентиля­тора. При отключении электро­магнита муфты прижимной диск ступицы отходит от шкива под действием упругих пластин. При этом шкив вентилятора продол­жает вращаться, а ступица муфты с крыльчаткой вентилятора - нег. Сигнал на указатель температуры охлаждающей жидкости в комби­нации приборов поступает от дат-чика температуры охлаждающей жидкости, расположенного в кор­пусе термостата. Стержень датчика омывается жидкостью, поступаю­щей в полость корпуса термоста­та из рубашки охлаждения головки блока цилиндров.