Устройство, диагностика неисправностей и ремонт системы охлаждения ВАЗ 2101 своими руками

Температура в камерах двигателя внутреннего сгорания может достигать очень высоких значений. Поэтому любой современный автомобиль имеет свою систему охлаждения, основное назначение которой — поддержание оптимального теплового режима работы силового агрегата. Не является исключением и ВАЗ 2101. Любая неисправность системы охлаждения может привести к весьма печальным для автовладельца последствиям, сопряжённым со значительными финансовыми расходами.

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2101

На автомобили ВАЗ 2101 производитель устанавливал два вида бензиновых двигателей — 2101 и 21011. Оба агрегата имели герметичную систему охлаждения жидкостного типа с принудительной циркуляцией хладагента.

Назначение системы охлаждения

Система охлаждения двигателя (СОД) предназначена не столько для снижения температуры силового агрегата в процессе работы, сколько для поддержания его нормального теплового режима. Дело в том, что добиться от мотора стабильной функциональности и оптимальных мощностных показателей можно только при условии его работы в определённых температурных рамках. Иными словами, двигатель должен быть горячим, но не перегреваться. Для силовой установки ВАЗ 2101 оптимальной считается температура 95–115^оС. Кроме этого, система охлаждения используется для обогрева салона автомобиля в холодное время года и нагревания дроссельного узла карбюратора.

Видео: как работает система охлаждения двигателя

Основные параметры системы охлаждения ВАЗ 2101

Любая система охлаждения двигателя имеет четыре основных индивидуальных параметра, отклонение которых от нормативных значений может привести к выходу системы из строя. Эти параметры следующие:

• оптимальная температура охлаждающей жидкости (ОЖ);
• время прогрева двигателя до рабочей температуры;
• оптимальное давление ОЖ;
• объём ОЖ в системе.

Температура охлаждающей жидкости

Оптимальный температурный режим работы двигателя определяется:

• типом потребляемого топлива;
• объёмом цилиндров;
• расчётной мощностью.

Для ВАЗ 2101 рабочей считается температура двигателя от 95 до 115^оС. Несоответствие фактических показателей рекомендованным значениям является признаком нарушения температурного режима. Продолжать движение на автомобиле в этом случае не рекомендуется.

Время прогрева двигателя

Регламентированное производителем время прогрева двигателя ВАЗ 2101 до рабочей температуры составляет 4–7 мин в зависимости от времени года. За это время ОЖ должна нагреться как минимум до 95^оС. В зависимости от степени износа деталей двигателя, типа и состава ОЖ и характеристик термостата возможно небольшое отклонение этого параметра (1–3 мин) в сторону увеличения.

Рабочее давление ОЖ

Величина давления ОЖ — важнейший показатель работоспособности СОД. Оно не только способствует принудительной циркуляции хладагента, но и предотвращает его закипание. Из курса физики известно, что температуру кипения жидкостей можно увеличить, повысив давление в закрытой системе. В обычных условиях ОЖ закипает при 120^оС. В исправной же системе охлаждения ВАЗ 2101 под давлением в 1,3–1,5 атм антифриз закипит только при 140–145^оС. Снижение давления ОЖ до атмосферного может привести к ухудшению или прекращению циркуляции жидкости и преждевременному её закипанию. В результате коммуникации системы охлаждения могут выйти из строя и привести к перегреву двигателя.

Объём ОЖ

Далеко не каждый владелец «копейки» знает, какой объем хладагента помещается в двигатель его машины. При замене жидкости, как правило, покупают четырёх- или пятилитровую канистру ОЖ, и этого обычно хватает. На самом же деле двигатель ВАЗ 2101 вмещает 9,85 л хладагента, а при замене он сливается не полностью. Поэтому при замене ОЖ нужно сливать её не только с главного радиатора, но и из блока цилиндров, а покупать следует сразу десятилитровую канистру.

Устройство системы охлаждения ВАЗ 2101

Система охлаждения ВАЗ 2101 включает в себя следующие элементы:

• рубашка охлаждения;
• жидкостный насос (помпа);
• главный радиатор;
• охладительный вентилятор;
• радиатор модуля отопления с краном;
• термостат;
• расширительная ёмкость (бачок);
• температурный датчик с указателем;
• коммуникационные патрубки и шланги.

Рассмотрим в деталях предназначение, конструкцию и основные неисправности каждого из перечисленных элементов.

Рубашка охлаждения

Рубашка охлаждения — это совокупность специально предусмотренных отверстий и каналов внутри головки блока цилиндров и самого блока. По этим каналам осуществляется принудительная циркуляция ОЖ, в результате чего происходит охлаждение нагревающихся элементов. Увидеть каналы и отверстия можно, если снять головку с блока цилиндров.

Неисправности рубашки охлаждения

У рубашки может быть только две неисправности:

• засорение каналов;
• повреждение поверхности вследствие коррозии.

В первом случае снижается пропускная способность каналов из-за попадания в систему мусора, воды, продуктов износа и окисления. Все это приводит к замедлению циркуляции ОЖ и возмлжному перегреву двигателя. Коррозия является следствием использования в качестве хладагента некачественной ОЖ или воды, которая постепенно разрушает и расширяет стенки каналов. В результате в системе падает давления или происодит её разгерметизация.

Избежать подобных проблем поможет применение антифриза, рекомендованного производителем, своевременная его замена и периодическая промывка системы охлаждения. В самых запущенных случаях поможет только замена блока цилиндров или головки.

Водяной насос (помпа)

Врляной насос считается центральным элементом системы охлаждения. Именно помпа отвечает за циркуляцию хладагента и поддержание нужного давления в системе. Сам насос установлен на передней стенке блока цилиндров двигателя и приводится в действие клиновидным ремнём от шкива коленвала.

Устройство и принцип действия помпы

Водяной насос состоит из:

• корпуса;
• ротора с крыльчаткой, подшипником и шкивом привода;
• крышки;
• сальника.

Принцип действия помпы аналогичен принципу действия обычного центробежного насоса с механическим приводом. Вращаясь, коленвал приводит в движение ротор насоса, на котором расположена крыльчатка. Последняя заставляет хладагент двигаться внутри системы в одном направлении. Для снижения трения и обеспечения равномерного вращения на роторе предусмотрен подшипник, а для предотвращения вытекания ОЖ из блока цилиндров в месте расположения насоса установлен сальник.

Распространённые неисправности насоса

Средний эксплуатационный ресурс водяного насоса ВАЗ 2101 составляет 50 тыс. км пробега. Меняют его обычно вместе с приводным ремнём. Но иногда помпа выходит из строя гораздо раньше. Причинами этого могут быть:

• заводской брак;
• неправильное натяжение ремня привода;
• использование некачественной ОЖ;
• использование ОЖ, свойства которой не соответствуют требованиям производителя;
• наличие в системе охлаждения воды, грязи, продуктов коррозии.

Перечисленные факторы могут оказывать как одиночное, так и комплексное воздействие на состояние водяного насоса. Результатом может стать:

• преждевременный выход из строя подшипника с возможным последующим заклиниванием насоса;
• износ сальника помпы;
• коррозия корпуса, крышки и крыльчатки насоса.

Наиболее опасной из этих ситуаций является заклинивание помпы. Обычно это происходит при перекосе ротора из-за неправильного натяжения ремня. В результате нагрузка на подшипник резко увеличивается и в определённый момент он перестаёт вращаться. По этой же причине часто происходит быстрый износ и обрыв ремня. Поэтому необходимо периодически проверять и его натяжение.

Проверка натяжения ремня привода водяного насоса ВАЗ 2101

Ремень, приводящий в движение помпу, вращает и шкив генератора. На автосервисе его натяжение проверяется специальным прибором, с помощью которого ремень оттягивают внутрь образуемого им треугольника с усилием равным 10 кгс. При этом его прогиб между шкивами помпы и коленвала должен составлять 12–17 мм, а между шкивами генератора и насоса — 10–15 мм. В гаражных условиях для этих целей можно использовать обычный безмен. С его помощью ремень оттягивают внутрь и линейкой замеряют величину прогиба. Регулируется натяжение ремня путём ослабления гаек крепления генератора и смещения его влево от коленвала.

Видео: разновидности водяных насосов классических моделей ВАЗ

Радиатор системы охлаждения

По своей сути радиатор представляет собой обычный теплообменник. Из-за особенностей своей конструкции он снижает температуру проходящего через него антифриза. Радиатор установлен в передней части моторного отсека и крепится к фронтальной части кузова при помощи четырёх болтов.

Устройство и принцип работы радиатора

Радиатор состоит из двух пластиковых или металлических горизонтально расположенных бачков и соединяющих их трубок. Верхний бачок оборудован горловиной, соединённой шлангом с расширительным бачком, и штуцером для подводного патрубка, через который в радиатор поступает нагретая ОЖ. На нижнем бачке имеется отводной патрубок, через который охлаждённый антифриз поступает обратно в двигатель.

На трубках радиатора, изготовленных из латуни, расположены тонкие металлические пластины (ламели), ускоряющие процесс теплообмена за счёт увеличения площади охлаждаемой поверхности. Циркулирующий между ламелями воздух снижает температуру ОЖ в радиаторе.

Основные неисправности радиатора системы охлаждения

Существуют две причины выхода радиатора из строя:

• разгерметизация;
• снижение пропускной способности трубок в результате засорения.

Основным признаком разгерметизации радиатора является утечка из него антифриза. Восстановить его работоспособность можно с помощью пайки, однако это не всегда целесообразно. Часто после пайки радиатор начинает течь в другом месте. Гораздо проще и дешевле заменить его на новый.

Засорение трубок устраняется промывкой радиатора специальными химическими средствами, широко представленными в автомагазинах.

В этом случае радиатор снимается с автомобиля, заполняется жидкостью для промывки и оставляется на некоторое время. Затем он промывается проточной водой.

Видео: замена радиатора системы охлаждения ВАЗ 2101

Вентилятор радиатора системы охлаждения

При повышенных нагрузках на двигатель, особенно в летнее время, радиатор может не справляться со своими задачами. Это может вызвать перегрев силового агрегата. Для таких ситуаций предусмотрено принудительное охлаждение радиатора с помощью вентилятора.

Устройство и принцип работы вентилятора

На более поздних моделях ВАЗ вентилятор системы охлаждения включается по сигналу от температурного датчика при критическом увеличении температуры ОЖ. В ВАЗ 2101 он имеет механический привод и работает постоянно. Конструктивно он представляет собой пластиковую четырехлопастную крыльчатку, напрессованную на ступицу шкива водяного насоса, и приводится в действие ремнём привода генератора и помпы.

Основные неисправности вентилятора

Учитывая простоту конструкции и привода вентилятора, поломок у него немного. К ним можно отнести:

• обрыв ремня;
• ослабление ремня;
• механическое повреждение крыльчатки.

Все эти неисправности диагностируются в процессе осмотра вентилятора и проверки натяжения ремня. По мере необходимости регулируется натяжение ремня или производится его замена. Последнее необходимо и при механическом повреждении крыльчатки.

Радиатор системы отопления

Отопительный радиатор является главным узлом печки и используется для подогрева поступающего в салон машины воздуха. Функцию теплоносителя здесь также выполняет нагретая ОЖ. Радиатор установлен в центральной части печки. Температура и направление потоков поступающего в салон воздуха регулируется заслонками и краном.

Устройство и принцип действия радиатора печки

Отопительный радиатор устроен точно так же, как и радиатор охлаждения. Он состоит из двух бачков и трубок с ламелями. Отличия заключаются в том, что размеры радиатора печки заметно меньше, а бачки не имеют горловин. Входной патрубок радиатора оснащён краном, который позволяет перекрывать поток горячего хладагента и отключать обогрев салона в тёплое время года.

Когда кран находится в открытом положении, горячая ОЖ проходит через трубки радиатора и нагревает воздух. Последний поступает в салон либо естественным путём, либо нагнетается вентилятором печки.

Основные неисправности радиатора печки

Радиатор печки может выйти из строя по следующим причинам:

• засорение трубок устройства (полная или частичная непроходимость);
• разгерметизация радиатора, вызванная коррозией;
• неисправность крана (закисание или течь).
  

  Одной из основных причин выхода из строя радиатора печки является засорение

Диагностировать неисправность радиатора печки несложно. Для проверки на засорение трубок достаточно рукой потрогать входной и выходной патрубки при прогретом двигателе. Если они оба горячие, ОЖ нормально циркулирует внутри устройства. Если же входной патрубок горячий, а выходной тёплый или холодный, радиатор забит. Решить подобную проблему можно двумя путями:

• заменой радиатора печки на новый;
• промывкой радиатора с использованием химически активных веществ.

Видео: промывка радиатора печки ВАЗ 2101

Разгерметизация радиатора проявляется в виде следов ОЖ на ковролине под приборной панелью или испарений, которые конденсируются в форме белого маслянистого налёта на внутренней стороне лобового стекла. Аналогичные симптомы присущи и течи крана. Для полного устранения неисправностей вышедшая из строя деталь меняется на новую.

Видео: замена радиатора отопителя на ВАЗ 2101

Часто встречаются поломки крана, связанные с его закисанием. Обычно это происходит, когда краном долгое время не пользуются. В результате детали запорного механизма прикипают друг к другу и перестают двигаться. В этом случае также следует заменить кран на новый.

Термостат

Термостат — устройство, предназначенное для регулировки температуры ОЖ в разных режимах работы силового агрегата. Он ускоряет прогрев холодного двигателя и обеспечивает оптимальную температуру во время его дальнейшей работы, заставляя ОЖ двигаться по малому или большому кругу.

Термостат расположен в правой фронтальной части силового агрегата. Он соединён патрубками с рубашкой охлаждения двигателя, водяным насосом и нижним бачком основного радиатора.

Устройство и принцип действия термостата

Термостат состоит из:

• корпуса;
• термочувствительного элемента;
• основного и перепускного клапанов.

Главный узел этой конструкции — термоэлемент, состоящий из металлического цилиндра, в котором находится технический парафин, способный увеличиваться в объёме при нагревании, и штока.

На холодном двигателе основной клапан термостата закрыт, и ОЖ циркулирует из рубашки через перепускной клапан к помпе в обход главного радиатора. При нагревании хладагента до 80–85^оС срабатывает термоэлемент, частично открывая основной клапан, и ОЖ начинает поступать в теплообменник. Когда температура хладагента достигает 95^оС, шток термоэлемента выдвигается до упора, полностью открывая основной клапан и закрывая перепускной. При этом антифриз направляется от двигателя к главному радиатору, а затем возвращается в рубашку охлаждения через водяной насос.

Основные неисправности термостата

При неисправном термостате двигатель может как перегреваться, так и не нагреваться до рабочей температуры в положенное время. Для проверки работоспособности устройства нужно определить направление движения ОЖ на холодном и прогретом моторе. Для этого нужно запустить двигатель, подождать две-три минуты и потрогать рукой патрубок, идущий от термостата к верхнему бачку радиатора. Он должен быть холодным. Если же он тёплый, основной клапан постоянно открыт. В результате двигатель греется дольше установленного времени.

Другая неисправность термостата — заклинивание основного клапана в закрытом положении. В этом случае ОЖ постоянно движется по малому кругу, минуя главный радиатор, и двигатель может перегреться. Диагностировать такую ситуацию можно по температуре верхнего патрубка. Когда указатель на панели приборов покажет, что температура ОЖ достигла 95^оС, шланг должен быть горячим. Если он холодный, термостат неисправен. Отремонтировать терморегулятор невозможно, поэтому при выявлении неисправности его меняют на новый.

Видео: замена термостата ВАЗ 2101

Расширительный бачок

Антифриз, как и любая другая жидкость, при нагревании увеличивается в объёме. Так как система охлаждения герметична, в её конструкции должна быть отдельная ёмкость, куда мог бы поступать хладагент и его пары при нагревании. Эту функцию выполняет расширительный бачок, расположенный в моторном отсеке. Он имеет полупрозрачный пластмассовый корпус и шланг, соединяющий его с радиатором.

Устройство и принцип работы расширительного бачка

Бачок выполнен из пластика и имеет крышку с клапаном, поддерживающим давление на уровне 1,3–1,5 атм. Если оно превышает эти значения, клапан приоткрывается и выпускает из системы пары хладагента. В нижней части бачка имеется штуцер, к которому крепится шланг, соединяющий бачок и основной радиатор. Именно через него в устройство поступают пары ОЖ.

Основные неисправности расширительного бачка

Чаще выходит из строя клапан крышки бачка. При этом давление в системе начинает резко повышаться или понижаться. В первом случае это грозит разгерметизацией системы с возможным разрывом патрубков и утечкой ОЖ, во втором — увеличивается риск закипания антифриза.

Проверить исправность клапана можно при помощи автомобильного компрессора или насоса с манометром. Делается это следующим образом.

1. Из бачка сливается ОЖ.
2. К штуцеру бачка с помощью шланга большего диаметра и хомутов подсоединяется шланг компрессора или насоса.
3. В бачок нагнетается воздух и контролируются показания манометра. Крышка при этом должна быть закрыта.
4. Если клапан сработает до 1,3 атм или после 1,5 атм, крышку бачка нужно заменить.

К неисправностям бачка следует отнести и механические повреждения, которые могут быть вызваны превышением давления в системе. В результате корпус бачка может деформироваться или разорваться. Кроме этого, нередки случаи повреждения резьбы горловины бачка, из-за чего крышка не может обеспечивать герметичность системы. Во всех этих случаях необходима замена бачка.

Датчик и указатель температуры охлаждающей жидкости

Температурный датчик служит для определения температуры ОЖ внутри двигателя и передачи этой информации на приборную панель. Сам датчик расположен на фронтальной части ГБЦ рядом со свечой четвёртого цилиндра.

Для защиты от грязи и технических жидкостей он закрыт резиновым колпаком. Указатель температуры ОЖ находится в правой части панели приборов. Его шкала разделена на два сектора: белый и красный.

Конструкция и принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости

Работа температурного датчика основывается на изменении сопротивления рабочего элемента при нагревании или охлаждении. К одному из его выводов по проводу подходит напряжение, равное 12 В. С другого вывода датчика проводник идёт к указателю, который реагирует на снижение (повышение) напряжения отклонением стрелки в ту или иную сторону. Если стрелка находится в белом секторе, двигатель работает в нормальном температурном режиме. Если же она переходит в красную зону, силовой агрегат перегревается.

Основные неисправности датчика и указателя температуры охлаждающей жидкости

Сам температурный датчик выходит из строя крайне редко. Чаще проблемы связаны с проводкой и контактами. При диагностике сначала следует проверить тестером проводку. Если она исправна, переходят к датчику. Проверяется он следующим образом:

1. Датчик выкручивается из посадочного места.
2. К его выводам подключаются щупы мультиметра, включённого в режиме омметра.
3. Вся конструкция опускается в ёмкость с водой.
4. Ёмкость нагревается.
5. Фиксируется сопротивление датчика при разных температурах.

Сопротивление исправного датчика в зависимости от температуры должно изменяться следующим образом:

• 20^оС — 3,0–3,5 кОм;
• 40^оС — 2,0–2,5 кОм;
• 60^оС — 0,65–0,5 кОм;
• 90^оС — 0,3–0,25 кОм.

При несоответствии результатов измерений указанным данным датчик подлежит замене.

Видео: замена датчика температуры охлаждающей жидкости ВАЗ 2101

Что касается указателя температуры, то он практически вечен. Случаются, конечно, неприятности и с ним, но очень редко. Диагностировать его в домашних условиях довольно проблематично. Гораздо проще, убедившись в исправности датчика и его проводки, купить новый прибор.

Патрубки и шланги системы охлаждения

Все элементы системы охлаждения соединены с помощью патрубков и шлангов. Все они выполнены из армированной резины, но имеют разный диаметр и конфигурацию.

Каждый патрубок и шланг системы охлаждения ВАЗ 2101 имеет своё предназначение и название.

Таблица: патрубки и шланги системы охлаждения ВАЗ 2101

Неисправности патрубков (шлангов) и их устранение

Патрубки и шланги подвержены постоянным температурным нагрузкам. Из-за этого со временем резина теряет свою эластичность, становится грубой и жёсткой, что может привести к утечке ОЖ в местах соединений. Кроме этого, патрубки выходят из строя при увеличении давления в системе. Они раздуваются, деформируются и даже разрываются. Ремонту патрубки и шланги не подлежат, поэтому сразу меняются на новые.

Заменить патрубки и шланги довольно просто. Все они крепятся к штуцерам с помощью спиральных или червячных хомутов. Для замены нужно слить из системы ОЖ, ослабить хомут, снять неисправный патрубок или шланг, установить на его место новый и закрепить хомутом.

Видео: замена патрубков системы охлаждения ВАЗ 2101

Охлаждающая жидкость

В качестве хладагента для ВАЗ 2101 производитель рекомендует применять тосол марки А-40. Но в последнее время большинство владельцев классических моделей ВАЗ используют антифриз, аргументируя это тем, что он намного эффективнее и безопаснее. На самом деле для двигателя нет особой разницы, какая ОЖ используется. Главное, чтобы она справлялась со своими задачами и не вредила системе охлаждения. Реальную опасность представляют лишь некачественные продукты, содержащие присадки, которые способствуют коррозии внутренних поверхностей узлов системы охлаждения, в частности, радиатора, помпы и рубашки охлаждения. Поэтому при выборе хладагента нужно обращать внимание не на его тип, а на качество и репутацию производителя.

Промывка системы охлаждения ВАЗ 2101

Какая бы жидкость ни использовалась, в системе охлаждения всегда будут присутствовать грязь, вода и продукты коррозии. Чтобы снизить риск засорения каналов рубашки и радиаторов, систему периодически рекомендуется промывать. Делать это следует, как минимум, через каждые два-три года. Промывка системы охлаждения осуществляется в следующем порядке:

1. Из системы полностью сливается ОЖ.
2. Система охлаждения заполняется специальной жидкостью для промывки.
3. Запускается двигатель и работает в течение 15–20 мин на холостых оборотах.
4. Двигатель глушится. Промывочная жидкость сливается.
5. Система охлаждения заполняется новым хладагентом.

В качестве промывочной жидкости можно использовать специальные составы, которые широко представлены в продаже, или дистиллированную воду. Категорически не рекомендуется применять «Кока-колу», лимонную кислоту и средства бытовой химии, так как они могут нанести серьёзный вред двигателю.

Возможность доработки системы охлаждения ВАЗ 2101

Некоторые владельцы ВАЗ 2101 пытаются повысить эффективность системы охлаждения своих автомобилей. Среди популярных доработок можно выделить:

• установку электрического вентилятора на главный радиатор;
• применение силиконовых патрубков;
• замену штатного термостата на терморегулятор от других моделей ВАЗов;
• установку дополнительного водяного насоса в подводной шланг отопителя.

Однако целесообразность такого тюнинга довольно спорна. Система охлаждения ВАЗ 2101 и так достаточно эффективна. Если все её узлы исправны, она отлично будет выполнять свои функции без дополнительных доработок.

Таким образом, работоспособность системы охлаждения ВАЗ 2101 во многом зависит от внимания автовладельца. Если своевременно производить замену хладагента, не допускать перегрева двигателя и резкого увеличения давления, она не подведёт.