Устройство и самостоятельная диагностика неисправностей системы охлаждения ВАЗ 2107

Работа двигателя внутреннего сгорания любого автомобиля сопряжена с высокой температурой. ДВС нагревается при сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндрах и в результате трения его элементов. Избежать перегрева силового агрегата помогает система охлаждения.

Содержание

Общая характеристика системы охлаждения ВАЗ 2107

Двигатель ВАЗ 2107 всех моделей имеет герметичную жидкостную систему охлаждения с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости (ОЖ).

Назначение системы охлаждения

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимальной температуры силового агрегата в процессе его работы и своевременного регулируемого отвода от нагревающихся узлов избыточного тепла. Отдельные элементы системы используются для отопления салона в холодное время года.

Параметры системы охлаждения

Система охлаждения ВАЗ 2107 имеет ряд параметров, влияющих на работу и производительность силового агрегата, основные из которых:

  • количество ОЖ — вне зависимости от способа подачи топлива (карбюраторный или инжекторный) и объёма двигателя на всех ВАЗ 2107 используется одна и та же система охлаждения. Согласно требованиям производителя, для её работы (включая обогрев салона) требуется 9,85 л хладагента. Поэтому при замене антифриза следует сразу приобретать десятилитровую ёмкость;
  • рабочая температура двигателя — Рабочая температура двигателя зависит от его типа и объёма, вида используемого топлива, количества оборотов коленвала и т. п. Для ВАЗ 2107 она обычно составляет 80–950C. Нагрев двигателя до рабочего состояния в зависимости от температуры окружающего воздуха происходит в течение 4–7 минут. При отклонении от этих значений рекомендуется незамедлительно провести диагностику системы охлаждения;
  • рабочее давление ОЖ — Так как система охлаждения ВАЗ 2107 герметична, а антифриз при нагревании расширяется, внутри системы создаётся давление, превышающее атмосферное. Это необходимо для повышения температуры кипения ОЖ. Так, если в нормальных условиях вода кипит при 1000C, то при увеличении давления до 2 атм температура кипения повышается до 1200C. В двигателе ВАЗ 2107 рабочее давление составляет 1,2–1,5 атм. Таким образом, если температура кипения современных ОЖ при атмосферном давлении составляет 120–1300С, то в рабочих условиях она увеличится до 140–1450C.

Устройство системы охлаждения ВАЗ 2107

К основным узлам системы охлаждения ВАЗ 2107 относятся:

  • водяной насос (помпа);
  • главный радиатор;
  • вентилятор главного радиатора;
  • радиатор отопителя (печки) салона;
  • кран печки;
  • термостат (терморегулятор);
  • расширительный бачок;
  • датчик температуры ОЖ;
  • указатель датчика температуры ОЖ;
  • управляющий температурный датчик (только в инжекторных двигателях);
  • датчик включения вентилятора (только в карбюраторных двигателях);
  • соединительные патрубки.

Сюда также следует отнести рубашку охлаждения двигателя — систему специальных каналов в блоке цилиндров и головке блока, по которым циркулирует ОЖ.

Схема системы охлаждения ВАЗ 2107
В систему охлаждения ВАЗ 2107 устроена довольно просто и состоит из ряда механических и электрических узлов

Видео: устройство и работа системы охлаждения двигателя

Водяной насос (помпа)

Помпа предназначена для обеспечения непрерывной принудительной циркуляции ОЖ по рубашке охлаждения двигателя во время его работы. Она представляет собой обычный насос центробежного типа, нагнетающий с помощью крыльчатки антифриз в систему охлаждения. Помпа расположена на фронтальной части блока цилиндров и приводится в движение шкивом коленчатого вала через клиновидный ремень.

Конструкция помпы

Помпа состоит из:

  • корпуса;
  • крышки;
  • вала с подшипником, крыльчаткой и приводным шкивом;
  • сальника.
    Помпа ВАЗ 2107
    Помпа предназначена для принудительной циркуляции ОЖ в системе охлаждения

Принцип работы помпы

Принцип действия водяного насоса довольно прост. При вращении коленвала ремень приводит в действие шкив помпы, передавая крутящий момент на крыльчатку. Последняя, вращаясь, создаёт внутри корпуса определённое давление ОЖ, заставляя её циркулировать внутри системы. Подшипник предназначен для равномерного вращения вала и снижения трения, а сальник обеспечивает герметичность устройства.

Неисправности помпы

Регламентированный производителем ресурс помпы для ВАЗ 2107 составляет 50–60 тыс. км пробега. Однако этот ресурс может уменьшиться в следующих ситуациях:

  • использование некачественной ОЖ или воды;
  • попадание в систему охлаждения грязи, примесей, посторонних предметов;
  • избыточное натяжение приводного ремня.

Результатом влияния этих факторов являются:

  • износ крыльчатки;
  • износ или повреждение сальника;
  • перекос вала насоса с последующим износом подшипника и возможным заклиниваем устройства.

При выявлении подобных неисправностей помпу следует заменить.

Главный радиатор

Радиатор предназначен для охлаждения поступающей в него ОЖ за счёт теплообмена с окружающей средой. Достигается это благодаря особенностям его конструкции. Радиатор установлен в передней части моторного отсека на двух резиновых подушках и крепится к кузову при помощи двух шпилек с гайками.

Конструкция радиатора

Радиатор состоит из двух вертикально расположенных бачков и соединяющих их трубок. На трубках расположены ускоряющие процесс теплообмена тонкие пластины (ламели). Один из бачков оснащён заливной горловиной, закрывающейся герметичной пробкой. Горловина имеет клапан и соединена с расширительным бачком тонким резиновым шлангом. В карбюраторных ВАЗ 2107 двигателями в радиаторе предусмотрено посадочное гнездо под датчик включения вентилятора системы охлаждения. В моделях с инжекторными двигателями такого гнезда нет.

Основной радиатор ВАЗ 2107
Радиатор состоит из двух вертикально расположенных бачков и соединяющих их трубок

Принцип работы радиатора

Охлаждение может осуществляться как естественным путём, так и принудительно. В первом случае температура хладагента снижается за счёт обдувания радиатора встречным потоком воздуха во время движения. Во втором случае поток воздуха создаётся вентилятором, прикреплённым непосредственно к радиатору.

Неисправности радиатора

Выход из строя радиатора чаще всего связан с потерей герметичности в результате механических повреждений или коррозии трубок. Кроме этого, трубки могут засориться грязью, отложениями и примесями в антифризе, и циркуляция ОЖ нарушится.

При обнаружении течи место повреждения можно попытаться запаять мощным паяльником с использованием специального флюса и припоя. Засор трубок можно устранить промывкой химически активными веществами. В качестве таких веществ используют растворы ортофосфорной или лимонной кислоты, а также некоторые бытовые средства для чистки канализации.

Вентилятор системы охлаждения

Вентилятор предназначен для принудительного обдува радиатора. Он включается автоматически при повышении температуры ОЖ до определённого значения. В карбюраторных двигателях ВАЗ 2107 за включение вентилятора отвечает специальный датчик, установленный в главном радиаторе. В инжекторных силовых агрегатах его работой управляет электронный контроллер, основываясь на показаниях датчика температуры. Вентилятор закреплён на корпусе основного радиатора при помощи специального кронштейна.

Конструкция вентилятора

Вентилятор — это обычный электродвигатель постоянного тока с насаженной на ротор пластиковой крыльчаткой. Именно крыльчатка создаёт воздушный поток и направляет его на ламели радиатора.

Вентилятор системы охлаждения ВАЗ 2107
Вентилятор служит для принудительного обдува радиатора системы охлаждения

Напряжения для питания вентилятора подаётся от генератора через реле и предохранитель.

Неисправности вентилятора

К основным неисправностям вентилятора относятся:

  • обрыв проводки;
  • выход из строя реле;
  • обрыв или замыкание в обмотках статора;
  • износ щёток коллектора.

Для проверки работоспособности вентилятор подключают напрямую к аккумулятору.

Радиатор и кран печки

Радиатор печки предназначен для нагревания воздуха, поступающего в салон. Кроме него, в систему отопления салона входят вентилятор печки и заслонки, регулирующие направление и интенсивность воздушного потока.

Конструкция радиатора печки

Радиатор печки имеет такую же конструкцию, как и главный теплообменник. Он состоит из двух бачков и соединительных трубок, по которым движется ОЖ. Для ускорения теплообмена трубки имеют тонкие ламели.

Радиатор печки ВАЗ 2107
Радиатор печки служит для нагревания поступающего в салон воздуха

Для прекращения подачи тёплого воздуха в салон летом радиатор печки оборудован специальным краном, перекрывающим циркуляцию ОЖ в системе отопления. Кран приводится в действие с помощью тросика и рычага, расположенного на передней панели.

Кран радиатора печки
Кран предназначен для прекращения подачи ОЖ в радиатор печки

Принцип работы радиатора печки

При открытом кране печки горячая ОЖ поступает в радиатор и нагревает трубки с ламелями. Проходящие через радиатор печки воздушные потоки тоже нагреваются и по системе воздуховодов поступают в салон. При закрытом кране ОЖ в радиатор не поступает.

Неисправности радиатора и крана печки

Наиболее распространёнными поломками радиатора и крана печки являются:

  • течь, вызванная механическими повреждениями или коррозией;
  • засорение трубок радиатора;
  • закисание запорного механизма крана.

Отремонтировать радиатор печки можно теми же способами, что и основной теплообменник. При неисправности крана его меняют на новый.

Термостат

Термостат поддерживает необходимый тепловой режим работы двигателя и сокращает время его прогрева при запуске. Он расположен слева от помпы и подсоединён к ней при помощи короткого патрубка.

Конструкция термостата

Термостат состоит из:

  • корпуса;
  • термоэлемента;
  • основного клапана;
  • перепускного клапана.
    Новый термостат ВАЗ 2107
    Термостат служит для поддержания оптимального температурного режима работы двигателя

Термоэлемент представляет собой герметичный металлический цилиндр, заполненный специальным парафином. Внутри этого цилиндра имеется шток, приводящий в действие главный клапан термостата. Корпус устройства имеет три штуцера, к которым подключаются подводной шланг от помпы, перепускной и отводной патрубки.

Принцип работы термостата

При температуре ОЖ ниже 800C главный клапан термостата закрыт, а перепускной — открыт. В этом случае ОЖ движется по малому кругу в обход главного радиатора. Антифриз поступает из рубашки охлаждения двигателя через термостат к помпе, а затем снова попадает в двигатель. Это необходимо для того, чтобы мотор быстрее прогревался.

Схема работы термостата ВАЗ 2107
При температуре ОЖ ниже 80 градусов она движется в обход главного радиатора

При нагреве ОЖ до 80–820C основной клапан термостата начинает открываться. Когда антифриз нагревается до 940C, этот клапан открывается полностью, а перепускной клапан, наоборот, закрывается. При этом ОЖ движется от двигателя в радиатор охлаждения, затем на помпу и обратно в рубашку охлаждения.

Неисправности термостата

При выходе из строя термостата двигатель может как перегреваться, так и медленнее нагреваться до рабочей температуры. Это результат заклинивания клапанов. Проверить работоспособность термостата несложно. Для этого нужно запустить холодный двигатель, дать ему поработать минуты две-три и прикоснуться рукой к патрубку, идущему от термостата к радиатору. Он должен быть холодным. Если же патрубок тёплый, то основной клапан постоянно находится в открытом положении, что, в свою очередь, приведёт к медленному прогреву двигателя. И напротив, когда основной клапан перекрывает поток ОЖ к радиатору, нижний патрубок будет горячим, а верхний — холодным. В результате двигатель перегреется, а антифриз закипит.

Более точно диагностировать неисправность термостата можно, сняв его с двигателя и проверив поведение клапанов в горячей воде. Для этого его помещают в любую термостойкую посуду, наполненную водой, и нагревают, измеряя температуру термометром. Если основной клапан начал открываться при 80–820C, а полностью открылся при 940C, то термостат исправен. В противном случае термостат вышел из строя и его нужно заменить.

Снятый термостат ВАЗ 2107
Для точной диагностики неисправности термостат необходимо снять с двигателя

Расширительный бачок

Так как антифриз при нагревании увеличивается в объёме, конструкцией системы охлаждения ВАЗ 2107 предусмотрен специальный резервуар для аккумуляции избытков ОЖ — расширительный бачок (РБ). Он расположен с правой стороны двигателя в моторном отсеке и имеет пластиковый полупрозрачный корпус.

Конструкция бачка

РБ представляет собой пластиковую герметичную ёмкость с крышкой. Для поддержания в бачке близкого к атмосферному давления в крышке установлен резиновый клапан. В нижней части РБ имеется штуцер, к которому подведён шланг от горловины главного радиатора.

Расширительный бачок ВАЗ 2107
Для поддержания давления в крышке бачка установлен резиновый клапан

На одной из стенок бачка есть специальная шкала для оценки уровня ОЖ в системе.

Принцип действия бачка

Когда ОЖ нагревается и расширяется, в радиаторе создаётся избыточное давление. Когда оно поднимается на 0,5 атм, открывается клапан горловины и излишки антифриза начинают поступать в бачок. Там давление стабилизируется при помощи резинового клапана в крышке.

Неисправности бачка

Все неисправности РБ связаны с механическими повреждениями и последующей разгерметизацией или выходом из строя клапана крышки. В первом случае меняют весь бачок, а во втором можно обойтись заменой крышки.

Датчик температуры и датчик включения вентилятора

В карбюраторных моделях ВАЗ 2107 в систему охлаждения входят датчик указателя температуры жидкости и датчик включения вентилятора. Первый установлен в блоке цилиндров и предназначен для контроля температуры и передачи полученной информации на приборную панель. Датчик включения вентилятора расположен в нижней части радиатора и служит для подачи питания на электродвигатель вентилятора при достижении антифризом температуры 920C.

Датчик включения вентилятора ВАЗ 2107
Датчик включения вентилятора расположен в нижней части радиатора

Система охлаждения инжекторных двигателей тоже имеет два датчика. Функции первого аналогичны функциям датчика температуры карбюраторных силовых агрегатов. Второй же датчик передаёт данные на электронный блок управления, который и контролирует процесс включения-выключения вентилятора радиатора.

Датчик температуры инжекторного двигателя ВАЗ 2107
Датчик температуры установлен в блоке цилиндров

Неисправности датчиков и способы их диагностики

Чаще всего датчики системы охлаждения перестают нормально работать из-за проблем с проводкой или по причине выхода из строя их рабочего (чувствительного) элемента. Проверить их на исправность можно при помощи мультиметра.

Работа датчика включения вентилятора построена на свойствах биметалла. Термоэлемент при нагревании меняет свою форму и замыкает электрическую цепь. Охлаждаясь, он принимает своё обычное положение и прекращает подачу электрического тока. Для проверки датчик помещают в ёмкость с водой, предварительно подключив к его выводам щупы мультиметра, включённого в режиме тестера. Далее ёмкость нагревают, контролируя температуру. При 920C цепь должна замкнуться, о чём должен сообщить прибор. При снижении температуры до 870C у исправного датчика произойдёт разрыв цепи.

Датчик температуры имеет несколько другой принцип работы, основанный на зависимости сопротивления от температуры среды, в которую помещён чувствительный элемент. Проверка датчика заключается в измерении сопротивления при изменяющейся температуре. У исправного датчика при разной температуре должно быть разное сопротивление:

  • 200C — 3,5 кОм;
  • 400C — 1,5 кОм;
  • 600C — 0,67 кОм;
  • 900C — 0,25 кОм.

Для проверки датчик температуры помещается в ёмкость с водой, которая постепенно нагревается, и мультиметром в режиме омметра измеряется его сопротивление.

Указатель температуры антифриза

Указатель температуры ОЖ установлен в нижней левой части приборного щитка. Он представляет собой цветную дугу, разделённую на три сектора: белый, зелёный и красный. Если двигатель холодный, стрелка находится в белом секторе. При прогреве двигателя до рабочей температуры и последующей работе в штатном режиме стрелка перемещается в зелёный сектор. Если же стрелка заходит на красный сектор, двигатель перегрет. Продолжать движение в этом случае крайне нежелательно.

Указатель температуры антифриза ВАЗ 2107
Указатель температуры расположен в нижнем левом углу щитка приборов

Соединительные патрубки

Патрубки служат для соединения отдельных элементов системы охлаждения и представляют собой обычные резиновые шланги с армированными стенками. Для охлаждения двигателя используются четыре патрубка:

  • перепускной (соединяет термостат и ГБЦ);
  • подводной (соединяет радиатор и ГБЦ);
  • отводной (соединяет радиатор и термостат);
  • подводной (соединяет помпу и термостат).
    Патрубки системы охлаждения ВАЗ 2107
    Стенки патрубков системы охлаждения армированы капроновой нитью

Кроме этого, в систему охлаждения входят следующие соединительные шланги:

  • подвода и отвода хладагента от радиатора отопителя;
  • отвода жидкости от впускного трубопровода;
  • соединения горловины радиатора и расширительного бачка.

Патрубки и шланги крепятся при помощи хомутов (спиральных или червячных). Для их снятия или установки достаточно ослабить или затянуть отвёрткой или пассатижами механизм хомута.

Охлаждающая жидкость

В качестве ОЖ для ВАЗ 2107 производитель рекомендует использовать исключительно тосол. Для непосвящённого автолюбителя тосол и антифриз — это одно и то же. Антифризом обычно называют все без исключения охлаждающие жидкости, вне зависимости от того, где и когда они выпущены. Тосол же — это разновидность антифриза, выпускаемого в СССР. Название является аббревиатурой от «технология органического синтеза отдельной лаборатории». В состав всех без исключения охлаждающих жидкостей входит этиленгликоль и вода. Различия состоят лишь в типе и количестве добавляемых антикоррозийных, антикавитационных и антипенных присадок. Поэтому для ВАЗ 2107 название ОЖ не имеет большого значения.

Опасность представляют дешёвые некачественные охлаждающие жидкости или откровенные подделки, получившие в последнее время широкое распространение и часто встречающиеся в продаже. Результатом использования таких жидкостей может быть не только течь радиатора, но и выход из строя всего двигателя. Поэтому для охлаждения двигателя следует покупать ОЖ проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Охлаждающие жидкости
Для охлаждения двигателя ВАЗ 2107 следует покупать ОЖ проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей

Возможности тюнинга системы охлаждения ВАЗ 2107

Повысить эффективность системы охлаждения ВАЗ 2107 можно различными способами. Кто-то устанавливает на радиатор вентилятор от «Калины» или «Приоры», кто-то пытается получше обогреть салон, дополнив систему электрической помпой от «Газели», а кто-то ставит силиконовые патрубки, полагая, что с ними двигатель будет быстрее прогреваться и остывать. Однако целесообразность такого тюнинга весьма сомнительна. Система охлаждения ВАЗ 2107 сама по себе довольно неплохо продумана. Если все её элементы исправны, двигатель никогда не перегреется летом, а зимой в салоне будет тепло и без включения вентилятора печки. Для этого необходимо лишь периодически уделять внимание обслуживанию системы, а именно:

  • заливать в двигатель только качественную ОЖ;
  • менять ОЖ через каждых 50 тыс. км пробега с полным сливом и промывкой системы;
  • следить за уровнем ОЖ и при необходимости доливать её;
  • при доливке ни в коем случае не смешивать тосол с антифризом;
  • при замене неисправных элементов использовать только качественные сертифицированные детали.

Таким образом, система охлаждения ВАЗ 2107 довольно надёжна и проста. Тем не менее и она нуждается в периодическом обслуживании, которое сможет выполнить даже неопытный автолюбитель.