Система охлаждения двигателя УМЗ-4216, состав, устройство, привод

Система охлаждения двигателя УМЗ-4216 жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости, с подачей жидкости от насоса в блок цилиндров. Система охлаждения включает в себя водяной насос, термостат, рубашки охлаждения в блоке цилиндров и головке, радиатор, расширительный бачок, вентилятор, соединительные патрубки, а также радиатор отопления кузова. 

Система охлаждения двигателя УМЗ-4216, состав, устройство, обслуживание системы охлаждения, регулировка ремней приводов, каталожные номера.

Герметичность системы охлаждения двигателя УМЗ-4216 позволяет ему работать при температуре охлаждающей жидкости, превышающей плюс 100 градусов. При повышении температуры свыше допустимой в 105 градусов, срабатывает сигнализатор температуры, лампа красного цвета на панели приборов. При загорании лампы сигнализатора температуры, двигатель должен быть остановлен и причина перегрева устранена.

Причинами перегрева могут быть : недостаточное количество охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя УМЗ-4216, слабое натяжение ремня привода насоса охлаждающей жидкости.

Насос системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Радиатор системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Радиатор системы охлаждения двигателя УМЗ-4216. на автомобилях Газель и Соболь изготовлен из латунных плоскоовальных трубок, впаянных в боковые опорные пластины. Между трубками располагаются гофрированные медные охлаждающие пластины. Пластмассовые боковые бачки радиатора плотно прикреплены к опорным пластинам через резиновую уплотнительную прокладку путем обжимки опорной пластины по фланцу пластмассовых бачков.

На верхней пластине остова радиатора имеется кронштейн для крепления радиатора к оперению кабины автомобиля. Правый по ходу автомобиля бачок радиатора имеет патрубок для соединения шлангом с патрубком термостата. В нижней части правого бачка находится сливная пробка. Левый бачок имеет патрубок для соединения шлангами с водяным насосом.

В верхней части левого бачка расположена трубка, предназначенная для удаления воздуха из системы охлаждения двигателя. Она соединена шлангом с расширительным бачком. Радиатор установлен на двух резиновых амортизаторах в передней части моторного отсека.

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Расширительный бачок системы охлаждения двигателя УМЗ-4216. на автомобилях Газель и Соболь установлен в подкапотном пространстве с левой стороны. Закреплен на боковой панели передка с помощью металлического хомута и нижнего поддерживающего кронштейна. В верхней части бачка имеются две трубки. Одна соединена шлангом с левым бачком радиатора, а другая — с термостатом. В нижней части бачка расположен патрубок, соединенный шлангом с трубопроводом, подводящим охлажденную жидкость от радиатора к двигателю. Расширительный бачок закрыт резьбовой пробкой.

Пробка расширительного бачка системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Пробка расширительного бачка состоит из пластмассового корпуса с резьбой и блока клапанов. Пробка крепится на горловине расширительного бачка через резиновую прокладку. Блок клапанов обеспечивает выравнивание давления системы охлаждения и окружающей среды после остановки работы двигателя и остывания охлаждающей жидкости, а также поддержание избыточного давления при повышении температуры охлаждающей жидкости. Поддержание избыточного давления в системе охлаждения двигателя УМЗ-4216 повышает температуру закипания охлаждающей жидкости до 120 градусов.

Каталожные номера деталей насоса системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Термостат системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Корпус термостата литой из алюминиевого сплава. Вместе с крышкой корпуса выполняет функции распределения охлаждающей жидкости во внешней части системы охлаждения двигателя в зависимости от положения клапанов термостата.

Схема работы термостата системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Вентилятор и привод вентилятора системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Вентилятор пластмассовый, шестилопастный, установлен на ступице электромагнитной муфты вентилятора при помощи четырех болтов. Момент затяжки болтов 12-18 Нм (1,2-1,8 кгсм). Привод вентилятора автономный, включает следующие узлы и детали : дополнительный шкив на коленчатом валу, корпус привода вентилятора со шкивом привода и встроенной в него электромагнитной муфтой отключения вентилятора, узел натяжителя — натяжное устройство ремня привода вентилятора. Включение и выключение электромагнитной муфты осуществляется автоматически.

Принцип работы электромагнитной муфты вентилятора системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

После запуска двигателя при низкой температуре охлаждающей жидкости вращение шкива на ведомый диск и связанную с ним ступицу вентилятора с подшипником не передаются, так как торец шкива и ведомый диск разделены зазором А. Необходимый зазор обеспечивается регулировкой положения трех лепестков упора ведомого диска. В крайнем правом положении ведомый диск удерживается тремя пластинчатыми пружинами.

После прогрева двигателя и достижения определенной температуры охлаждающей жидкости, больше плюс 90 градусов, термодатчик включения электромагнитной муфты, который установлен в корпусе радиатора охлаждения, срабатывает и подает ток через вывод в обмотку катушки. Образовавшийся магнитный поток замыкается через ведомый диск и притягивает его к торцу шкива, преодолевая сопротивление трех пластинчатых пружин. Ступица вентилятора вместе с вентилятором начинает вращаться с частотой вращения шкива.

При снижении температуры, ниже порога выключения термодатчика ток в обмотку катушки перестает поступать. Под действием трех пластинчатых пружин ведомый диск отходит от
торца шкива на величину зазора А. Ступица вентилятора вместе с вентилятором перестает вращаться. При повышении температуры охлаждающей жидкости выше 90 градусов процесс повторяется.

Уход за электромагнитной муфты вентилятора системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Уход за электромагнитной муфтой заключается в периодической проверке при каждом очередном техническом обслуживании зазора А между торцем шкива и ведомым диском ступицы вентилятора при отсутствии тока в катушке. И в случае необходимости его регулировке с помощью плоского щупа толщиной 0,4 мм путем подгибки трех упоров ведомого диска.

Электромагнитную муфту необходимо периодически очищать от пыли и грязи. Какой-либо смазки электромагнитная муфта системы охлаждения двигателя УМЗ-4216 в процессе эксплуатации не требует.

Обслуживание системы охлаждения двигателя УМЗ-4216, натяжение ремней привода вентилятора и привода водяного насоса и генератора.

Уход за системой охлаждения двигателя УМЗ-4216 и ее обслуживание заключается в ежедневной проверке уровня охлаждающей жидкости в расширительном бачке на холодном двигателе, герметичности системы, очистке контрольного отверстия в водяном насосе и периодической замене охлаждающей жидкости. Уровень охлаждающей жидкости на холодном двигателе должен быть не ниже метки MIN на расширительном бачке и не выше кромки А кронштейна расширительного бачка.

В случае частой доливки охлаждающей жидкости, когда снижение уровня жидкости в расширительном бачке произошло за короткий промежуток времени и или после небольших пробегов до 500 километров, нужно проверить герметичность системы охлаждения двигателя УМЗ-4216 и устранив негерметичность, долить в радиатор или в расширительный бачок ту же самую охлаждающую жидкость.

При большой утечке охлаждающей жидкости для восстановления уровня допускается в исключительных случаях использовать воду. Однако, при этом неизбежно понизится плотность жидкости и повысится температура ее замерзания. Поэтому при первой возможности следует заменить смесь свежей охлаждающей жидкостью. Перед началом зимней эксплуатации следует проверить плотность жидкости в системе охлаждения, которая должна быть 1,075 — 1,085 г/см3 при температуре 20 градусов. При меньшей плотности жидкость замерзает при более высокой температуре.

Через каждые три года или каждые 60 000 километров пробега, в зависимости от того, что раньше наступит, систему охлаждения двигателя УМЗ-4216 нужно промыть и охлаждающую жидкость заменить новой. Надо периодически проверять натяжение ремней привода вентилятора и привода водяного насоса и генератора. Натяжение ремня привода вентилятора производиться изменением положения шкива натяжного ролика рычагом (монтировкой), вставленной в специальные отверстия натяжного устройства.

Натяжное устройство ремня привода вентилятора системы охлаждения двигателя УМЗ-4216.

Расположение и величина допустимого прогиба ремней привода вентилятора и привода водяного насоса и генератора на двигателе УМЗ-4216.

Каталожные номера деталей привода водяного насоса и генератора двигателя УМЗ-4216.

Натяжение ремня 10,7х8-1018 привода водяного насоса производиться изменением положения генератора. Контроль натяжения ремней осуществляется пружинным динамометром по величине прогиба ремня при нагрузке 4 кгс. Величина допустимого прогиба ремня привода водяного насоса и генератора — 8-10 мм, ремня привода вентилятора — 7-9 мм.

Система охлаждения двигателя. Инструкция по ремонту двигателей УМЗ-4216 и УМЗ-4213

Система охлаждения жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком, с подачей жидкости в блок цилиндров.

Система охлаждения включает в себя водяной насос, термостат, водяные рубашки в блоке цилиндров и головке блока цилиндров, радиатор, расширительный бачок, вентилятор, соединительные патрубки, а также радиаторы отопления кузова.

Системы охлаждения двигателей для автомобилей УАЗ и «ГАЗель» имеют некоторые отличия в схеме подключения расширительных бачков и радиаторов отопления.

Система охлаждения двигателей для автомобилей «ГАЗель»

1 – радиатор отопителя

2 – кран отопителя

3 – головка блока цилиндров

4 – прокладка

5 – межцилиндровые каналы для прохода охлаждающей жидкости

6 – двухклапанный термостат

7 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости

8 – выпускной трубопровод

9 – пароотводящий патрубок

9а – патрубок подвода жидкости к расширительному бачку

10 – патрубок отвода жидкости из расширительного бачка

11 – пробка

12– бачок расширительный

13 – отметка «mm»

14 – корпус термостата

15 – насос системы охлаждения

16 крыльчатка

17 – патрубок соединительный

18 – вентилятор

19 – радиатор

20 – сливная пробка радиатора

21 – впускной трубопровод

22 – блок цилиндров

23 – сливной кран блока цилиндров

1  – радиатор отопителя

2 – кран отопителя

3 – головка цилиндров

4 – прокладка

5 – межцилиндровые каналы для прохода охлаждающей жидкости

6 – двухклапанный термостат

7 – датчик указателя температуры охлаждающей жидкости

8 – выпускной трубопровод

9 -пробка радиатора

10 – жалюзи

11  – пробка

12 – бачок расширительный

13 – отметка «mm»

14 -корпус термостата

15 -насос системы охлаждения

16 – крыльчатка

17 – патрубок соединительный

18 – вентилятор

19 – радиатор

20 – сливной кран радиатора

21 – впускной трубопровод

22 – блок цилиндров

23 – сливной кран блока цилиндров

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

Поддержание нормальной температуры охлаждающей жидкости осуществляется при помощи двухклапанного термостата с твердым наполнителем ТС-107–01, установленного в корпус.

При прогреве двигателя, когда температура охлаждающей жидкости ниже 80°С, 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 (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, т.к. 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 имеются жалюзи, с помощью которых можно регулировать количество воздуха, проходящего через радиатор.

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

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 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.

Система охлаждения двигателя
— MATLAB и Simulink

Основное содержание

Открытая модель

В этом примере показано, как смоделировать систему охлаждения двигателя с контуром охлаждения масла с помощью блоков Simscape™ Fluids™ Thermal Liquid. Система включает в себя контур охлаждающей жидкости и контур охлаждения масла. Нерегулируемый насос прокачивает охлаждающую жидкость по контуру охлаждения. Основная часть тепла от двигателя поглощается охлаждающей жидкостью и рассеивается через радиатор. Температура системы регулируется термостатом, который отводит поток к радиатору только тогда, когда температура превышает пороговое значение. Контур охлаждения масла также поглощает часть тепла двигателя. Тепло, подведенное к маслу, передается охлаждающей жидкости через теплообменник масло-охлаждающая жидкость. Радиатор представляет собой блок теплообменника (TL) E-NTU, поток воздуха на стороне которого управляется физическими входными сигналами. Теплообменник масло-охладитель представляет собой блок E-NTU Heat Exchanger (TL-TL). И насос охлаждающей жидкости, и масляный насос приводятся в действие частотой вращения двигателя.

Модель

Подсистема двигателя

Тепловая мощность, генерируемая двигателем, рассчитывается как функция мгновенной скорости двигателя и крутящего момента двигателя. Эта мощность разделена на две части, идущие на охлаждающую жидкость и масляный контур. Предполагается, что 50 % количества тепла, отводимого от двигателя, добавляется к охлаждающей жидкости, а 20 % тепла, отводимого от двигателя, добавляется к маслу.

Скорость теплового потока в подсистеме двигателя

Подсистема вентилятора

Подсистема блока вентилятора

Скорость охлаждающего воздуха в радиаторе моделируется с помощью 2D-справочной таблицы в зависимости от мгновенной скорости автомобиля и сигнала контроллера вентилятора.

Подсистема управления вентилятором

Блок управления вентилятором имеет два уровня управления. Первичный уровень работает при температурах охлаждающей жидкости выше заданной температуры первичного регулирования. Как только температура охлаждающей жидкости превышает температурный порог, активируется вторичный уровень.

Подсистема двухуровневого контроллера вентилятора

Воздушная подсистема

Подсистема ездового цикла

Реальный ездовой цикл транспортного средства представлен на основе мгновенной скорости транспортного средства, частоты вращения двигателя и входного крутящего момента двигателя.

Подсистема скорости вращения вала

Результаты моделирования из Scopes

Результаты моделирования из Simscape Logging

Эти графики показывают эффект открытия термостата в системе охлаждения двигателя. Температура блока цилиндров неуклонно растет, пока не откроется термостат. В этот момент поток охлаждающей жидкости через радиатор резко возрастает, а поток охлаждающей жидкости через перепускной шланг уменьшается. Поскольку охлаждающая жидкость, проходя через радиатор, отдает тепло в атмосферу, температура блока цилиндров повышается медленнее.

На этом графике показана плотность охлаждающей жидкости в различных местах системы охлаждения с течением времени. Плотность теплоносителя меняется по всей сети в зависимости от местной температуры и давления.

На этих графиках показаны мгновенные профили скорости автомобиля, частоты вращения двигателя и входного крутящего момента. Транспортное средство трогается с места, разгоняясь почти до максимальной скорости. Затем автомобиль замедляется до полной остановки.

У вас есть модифицированная версия этого примера. Хотите открыть этот пример со своими правками?

Вы щелкнули ссылку, соответствующую этой команде MATLAB:

Запустите команду, введя ее в командном окне MATLAB.
Веб-браузеры не поддерживают команды MATLAB.

Выберите веб-сайт, чтобы получить переведенный контент, где он доступен, и ознакомиться с местными событиями и предложениями. В зависимости от вашего местоположения мы рекомендуем вам выбрать: .

Вы также можете выбрать веб-сайт из следующего списка:

Европа

Обратитесь в местный офис

• Пробная версия ПО
• Пробная версия ПО
• Обновления продукта
• Обновления продукта

Почему выходит из строя система охлаждения двигателя и как это предотвратить

Упражнения — это вид деятельности, который может быстро согреть вас. Вы начинаете в медленном темпе, но по мере увеличения интенсивности тренировки ваше тело начинает нагреваться. Ваше сердце быстро перекачивает кровь, ваше лицо краснеет, и вы начинаете потеть. Вы можете бороться с жарой, выпивая воду, чтобы сохранять прохладу и не перегреваться. Как и вы, ваш двигатель начинает работать в холодном состоянии, но когда он начинает двигаться, он начинает выделять много тепла и, как и вам, нуждается в воде для охлаждения. Но вода воздействует на металлические детали двигателя, вызывая ржавчину и другие повреждения. Таким образом, охлаждающая жидкость, также известная как антифриз, была введена, чтобы помочь предотвратить замерзание воды в двигателе зимой и в то же время защитить его с помощью смазочных материалов. Неисправность системы охлаждения может привести к серьезному и необратимому повреждению двигателя. Узнайте, как работает система охлаждения двигателя вашего автомобиля, почему это важно и что происходит, когда она выходит из строя, из наших ответов на распространенные вопросы о системе охлаждения двигателя.

Как работает система охлаждения двигателя?

Система охлаждения состоит из нескольких компонентов и каналов в блоке цилиндров и головках, которые предназначены для охлаждения двигателя. Эти компоненты включают:

• Водяной насос – для циркуляции охлаждающей жидкости
• Термостат – для регулирования температуры охлаждающей жидкости
• Радиатор – для охлаждения охлаждающей жидкости
• Крышка радиатора – для контроля давления в системе и повышения точки кипения воды за счет повышенного давления
• Шланги – для подачи охлаждающей жидкости от двигателя к радиатору и обратно, а также к системе отопления для прогрева салона автомобиля при необходимости.

Система охлаждения представляет собой систему под давлением, управляемую крышкой радиатора, которая предназначена для сброса давления по мере необходимости. По мере того, как охлаждающая жидкость течет по двигателю, она притягивает тепло от двигателя. Затем теплая жидкость проходит через резиновый шланг к радиатору в передней части автомобиля. Протекая через ребра радиатора, горячая жидкость охлаждается потоком воздуха, поступающим в двигатель от решетки радиатора автомобиля и вентиляторов охлаждения. После охлаждения процесс начинается снова, возвращаясь к двигателю для поглощения тепла. Термостат, расположенный между радиатором и двигателем, обеспечивает поддержание температуры охлаждающей жидкости ниже определенного значения. Если температура охлаждающей жидкости падает ниже определенной температуры, термостат перекрывает проход, перекрывающий поступление охлаждающей жидкости к радиатору, и направляет ее обратно в двигатель. Как только температура вернется к заданной температуре, термостат снова откроет клапан, позволяющий охлаждающей жидкости течь к радиатору.

Что вызывает перегрев автомобиля?

Большинство проблем, связанных с перегревом, связаны с каким-либо препятствием или неисправностью, которая препятствует прохождению охлаждающей жидкости к радиатору для выделения тепла. Эта проблема может быть вызвана неисправным термостатом, препятствием в радиаторе, неисправностью вентилятора или водяного насоса, что препятствует протеканию охлаждающей жидкости и рассеиванию тепла, как предполагалось.

Как узнать, вышла ли из строя система охлаждения моего автомобиля?

Когда что-то в системе охлаждения не так, ваша первая подсказка будет прямо у вас под носом. Стрелка на датчике температуры начнет подниматься с импульсом. Может загореться индикатор проверки двигателя, и если вы не остановились в этот момент и не выключили двигатель, из-под капота начнет выходить дым.

Как перегрев повреждает двигатель?

Перегрев — одна из худших вещей, которые могут случиться с вашим двигателем. Когда стрелка поднимается, а указатель температуры начинает нагреваться, есть несколько простых вещей, которые вы можете сделать, чтобы предотвратить перегрев автомобиля. Если вам не удастся предотвратить перегрев, вы рискуете навсегда повредить двигатель. К наиболее частым повреждениям двигателя относятся:

• Повреждение прокладок головки блока цилиндров – Перегрев повреждает уплотнения между головкой блока цилиндров и двигателем.
• Трещина в блоке цилиндров — Перегрев может привести к поломке блока цилиндров, который не подлежит ремонту, или, если он поддается ремонту, приведет к дорогостоящему ремонту.
• Обожженные поршни – Перегрев может привести к прогоранию и расплавлению отверстий в верхней части поршней. Добраться до поршней сложно, и для их обнаружения требуется разборка двигателя.
• Заглохший двигатель — Громкий удар — это звук двигателя, когда он выключается и перестает работать. Когда это происходит, замена часто является единственным решением.

Как защитить двигатель от перегрева?

Охлаждающая жидкость — главный помощник в предотвращении перегрева двигателя. Двигатель без охлаждающей жидкости может привести к срабатыванию индикатора проверки двигателя или указателя температуры, остановке двигателя для предотвращения каких-либо повреждений или, если вы продолжите движение при перегреве, к серьезному повреждению двигателя.