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

Температура в камерах двигателя внутреннего сгорания может достигать очень высоких значений. Поэтому каждый современный автомобиль имеет свою систему охлаждения, основное назначение которой – поддержание оптимального теплового режима силового агрегата. Не исключение и ВАЗ 2101. Любой сбой в системе охлаждения может привести к весьма плачевным последствиям для автовладельца, связанным со значительными финансовыми затратами.

Система охлаждения двигателя ВАЗ 2101

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

Назначение системы охлаждения

Система охлаждения двигателя (СОД) предназначена не столько для снижения температуры силового агрегата при работе, сколько для поддержания его нормального теплового режима. Дело в том, что добиться стабильной работы и оптимальных показателей работы от двигателя можно только при условии его работы в определенных температурных пределах. Другими словами, двигатель должен быть теплым, но не перегретым. Для силовой установки ВАЗ 2101 оптимальная температура составляет 95–115 °С. Кроме того, система охлаждения используется для обогрева салона автомобиля в холодное время года и подогрева газового блока карбюратора.

Видео: как работает система охлаждения двигателя

https://www.youtube.com/embed/EK7_GSpECNo

Основные параметры системы охлаждения ВАЗ 2101

Каждая система охлаждения двигателя имеет четыре основных параметра, отклонение которых от нормативных значений может привести к отказу системы. Вот эти варианты:

• 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 температурой двигателя считается от 95 до 115°С. Несоответствие фактических показателей рекомендуемым значениям является признаком нарушения температурного режима. В этом случае не рекомендуется продолжать движение.

Время прогрева двигателя

Рекомендуемое производителем время прогрева двигателя ВАЗ 2101 до рабочей температуры составляет 4-7 минут в зависимости от сезона. За это время охлаждающая жидкость должна быть нагрета не менее чем до 95 °С. В зависимости от степени износа деталей двигателя, типа и состава охлаждающей жидкости и характеристик термостата этот параметр может незначительно (1–3 мин) отклоняться) в сторону увеличения.

Рабочее давление ОЖ

Давление охлаждающей жидкости – важнейший показатель эффективности СОД. Он не только способствует принудительной циркуляции хладагента, но и препятствует его закипанию. Из курса физики известно, что температуру кипения жидкости можно повысить, увеличив давление в замкнутой системе. В нормальных условиях охлаждающая жидкость кипит при 120°С. В исправной системе охлаждения ВАЗ 2101 при давлении 1,3–1,5 атм антифриз будет кипеть только при 140–145 °С. Снижение давления охлаждающей жидкости до атмосферного может привести к ухудшению или прекращению циркуляции жидкости и слишком раннее приготовление. В результате может произойти сбой связи системы охлаждения, что приведет к перегреву двигателя.

Объём ОЖ

Не каждый владелец «копейки» знает, сколько охлаждающей жидкости залито в двигатель его автомобиля. При замене жидкости обычно покупают четырех- или пятигаллонную емкость для охлаждающей жидкости, и этого обычно достаточно. На самом деле в двигателе ВАЗ 2101 9,85 литров охлаждающей жидкости, и при замене она не сливается полностью. Поэтому при замене охлаждающей жидкости необходимо сливать ее не только из основного радиатора, но и из блока цилиндров, причем сразу следует приобрести десятилитровую тару.

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 представляет собой набор специально разработанных отверстий и каналов внутри головки блока цилиндров и самого блока. По этим каналам осуществляется принудительная циркуляция теплоносителя, в результате чего происходит охлаждение ТЭНов. Каналы и отверстия можно увидеть, 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 расход по каналам снижается из-за попадания в систему мусора, воды, продуктов износа и окисления. Все это приводит к уменьшению циркуляции охлаждающей жидкости и возможному перегреву двигателя. Коррозия является следствием использования в качестве теплоносителя некачественного теплоносителя или воды, которые постепенно разрушают и расширяют стенки каналов. В результате происходит падение давления в системе или сброс давления.

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

Водяной насос (помпа)

Воздушный насос считается сердцем системы охлаждения. Именно насос отвечает за циркуляцию хладагента и поддержание нужного давления в системе. Сам насос установлен на передней стенке блока цилиндров и приводится в движение клиновым ремнем от шкива коленчатого вала.

Устройство и принцип действия помпы

Водяной насос состоит из:

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

Принцип работы насоса аналогичен принципу работы обычного центробежного насоса с механическим приводом. Вращаясь, коленчатый вал приводит в движение ротор насоса, на котором расположено насосное колесо. Последний заставляет хладагент двигаться внутри системы в одном направлении. Для уменьшения трения и обеспечения плавного вращения на роторе предусмотрен подшипник, а на месте помпы установлен сальник, препятствующий вытеканию охлаждающей жидкости из блока цилиндров.

Распространённые неисправности насоса

Средний срок службы водяной помпы ВАЗ 2101 составляет 50 000 км. Обычно его меняют вместе с приводным ремнем. Но иногда помпа выходит из строя намного 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.

Самой опасной из таких ситуаций является остановка насоса. Обычно это происходит при перекосе ротора из-за неправильного натяжения ремня. В результате нагрузка на подшипник резко возрастает и в определенный момент он перестает вращаться. По этой же причине часто происходит быстрый износ ремня. Поэтому необходимо регулярно проверять напряжение.

Проверка натяжения ремня привода водяного насоса ВАЗ 2101

Ремень, приводящий в движение помпу, также вращает шкив генератора. В автосервисе натяжение проверяют специальным приспособлением, с помощью которого ремень втягивается в образованный им треугольник с усилием, равным 10 кгс. При этом прогиб между помпой и шкивами коленчатого вала должен быть 12-17 мм, а между генератором и шкивами помпы — 10-15 мм. В гаражных условиях для этих целей можно использовать обычные металлоконструкции. С его помощью ремень натягивается внутрь и линейкой измеряется прогиб. Натяжение ремня регулируется ослаблением гаек крепления генератора и перемещением его влево от коленчатого вала.

Видео: разновидности водяных насосов классических моделей ВАЗ

https://www.youtube.com/embed/-YtJGZfwKPI

Радиатор системы охлаждения

По своей сути радиатор представляет собой обычный теплообменник. Благодаря своей конструкции он снижает температуру проходящего через него антифриза. Радиатор установлен в передней части моторного отсека и крепится к передней части кузова четырьмя болтами.

Устройство и принцип работы радиатора

Радиатор состоит из двух горизонтальных пластиковых или металлических баков и соединяющих их труб. Верхний бачок снабжен горловиной, соединенной шлангом с расширительным бачком, и штуцером для подводной трубы, по которой нагретый теплоноситель поступает в радиатор. Нижний бачок имеет сливной патрубок, по которому охлажденный антифриз стекает обратно в двигатель.

На трубках радиатора, изготовленных из латуни, расположены тонкие металлические пластины (ламели), ускоряющие процесс теплообмена за счет увеличения площади охлаждаемой поверхности. Воздух, циркулирующий между ребрами, снижает температуру охлаждающей жидкости 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 антифриза из него. Восстановить работоспособность можно пайкой, но 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 снимают с автомобиля, заливают промывочной жидкостью и оставляют на некоторое время. Затем промойте его проточной водой.

Видео: замена радиатора системы охлаждения ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/pFXYP0qPgaE

Вентилятор радиатора системы охлаждения

При повышенной нагрузке на двигатель, особенно летом, радиатор может не справляться со своими задачами. Это может привести к перегреву силового агрегата. Для таких ситуаций предусмотрено принудительное охлаждение радиатора вентилятором.

Устройство и принцип работы вентилятора

На более поздних моделях ВАЗ вентилятор системы охлаждения включается по сигналу датчика температуры при критическом повышении температуры охлаждающей жидкости. В ВАЗ 2101 он имеет механическое управление и работает постоянно. Конструктивно это четырехлопастная пластиковая крыльчатка, напрессованная на ступицу шкива водяного насоса, приводится в движение генератором и приводным ремнем насоса.

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 при осмотре вентилятора и проверке натяжения ремня. Натяжение ремня регулируется или заменяется по мере необходимости. Последнее также необходимо в случае механического повреждения крыльчатки.

Радиатор системы отопления

Радиатор отопления является основным узлом в печи и служит для нагрева воздуха, поступающего в салон автомобиля. Функцию теплоносителя здесь также выполняет нагретый теплоноситель. Радиатор установлен в центральной части печи. Температура и направление потока воздуха, поступающего в салон, регулируется заслонками и краном.

Устройство и принцип действия радиатора печки

Радиатор обогрева сконструирован точно так же, как и радиатор охлаждения. Он состоит из двух емкостей и труб с планками. Отличия в том, что размеры радиатора печки заметно меньше, а бачки не имеют горловин. Входной патрубок радиатора оборудован краном, позволяющим перекрыть подачу горячего теплоносителя и отключить отопление салона в жаркое время года.

При открытом клапане горячая охлаждающая жидкость течет по патрубкам радиатора и нагревает воздух. Последний поступает в салон либо естественным путем, либо обдувается 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 на радиаторе печки несложно. Для проверки засорения патрубков достаточно прикоснуться рукой к впускному и выпускному патрубкам на прогретом двигателе. Если они оба теплые, охлаждающая жидкость циркулирует внутри агрегата нормально. Если вход горячий, а выход горячий или холодный, радиатор забит. Есть два способа решить эту проблему:

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

Видео: промывка радиатора печки ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/ivHNtCx6XOc

Разгрузка радиатора проявляется в виде следов охлаждающей жидкости на ковре под приборной панелью или дыма, который конденсируется в виде белого маслянистого налета на внутренней стороне лобового стекла. Аналогичные симптомы присущи течи крана. Для полного устранения неполадок замените неисправную деталь новой.

Видео: замена радиатора отопителя на ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/wP262hnbjDo

Частые поломки крана связаны с его креплением. Обычно это происходит, когда краном долгое время не пользовались. В результате детали запорного механизма слипаются и перестают двигаться. В этом случае клапан также следует заменить на новый.

Термостат

Термостат – устройство, предназначенное для регулировки температуры охлаждающей жидкости в различных режимах работы силового агрегата. Он ускоряет прогрев холодного двигателя и обеспечивает оптимальную температуру при дальнейшей работе, заставляя охлаждающую жидкость двигаться по малому или большому кругу.

Термостат расположен на правой передней части силового агрегата. Он соединен 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.

Основным узлом в данной конструкции является термопара, состоящая из металлического цилиндра, содержащего технический керосин, который при нагревании может увеличиваться в объеме, и стержня.

При холодном двигателе основной клапан термостата закрыт, и охлаждающая жидкость циркулирует из рубашки через перепускной клапан к насосу и минует основной радиатор. При нагреве теплоносителя до 80–85 °С срабатывает термопара, частично открывается главный клапан, и теплоноситель начинает поступать в теплообменник. Когда температура хладагента достигает 95°C, шток термопары выдвигается до упора, полностью открывая основной клапан и закрывая перепускной клапан. В этом случае антифриз направляется от двигателя к основному радиатору, а затем возвращается в рубашку охлаждения через водяной насос.

Основные неисправности термостата

Если термостат неисправен, двигатель может либо перегреться, либо не достичь рабочей температуры в нужное время. Чтобы проверить работоспособность устройства, нужно определить направление движения охлаждающей жидкости на холодном и прогретом двигателе. Для этого заведите двигатель, подождите две-три минуты и коснитесь рукой патрубка, который идет от термостата к верхнему бачку радиатора. Должно быть холодно. Если жарко, главный клапан постоянно открыт. В результате двигатель прогревается дольше установленного времени.

Еще одна ошибка термостата – заклинивание главного клапана в закрытом положении. В этом случае охлаждающая жидкость постоянно движется по малому кругу, минуя основной радиатор, и двигатель может перегреться. Диагностировать эту ситуацию можно по температуре верхней трубы. Когда датчик на панели приборов показывает, что температура охлаждающей жидкости достигла 95°C, шланг должен быть горячим. Если холодно, то термостат неисправен. Отремонтировать термостат невозможно, поэтому при обнаружении неисправности его меняют на новый.

Видео: замена термостата ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/7xmtfSdeOak

Расширительный бачок

Тосол, как и любая другая жидкость, при нагревании расширяется. Поскольку система охлаждения герметична, в ее конструкции должна быть предусмотрена отдельная емкость, куда при нагреве может поступать хладагент и его пары. Эту функцию выполняет расширительный бачок, расположенный в моторном отсеке. Он имеет прозрачный пластиковый корпус и шланг, соединяющий его с радиатором.

Устройство и принцип работы расширительного бачка

Бак изготовлен из пластика и имеет крышку с клапаном, поддерживающим давление на уровне 1,3–1,5 атм. Если он превышает эти значения, клапан приоткрывается и выпускает пары хладагента из системы. Внизу бака имеется штуцер, к которому крепится шланг, соединяющий бак и основной радиатор. Именно через него в агрегат попадают пары охлаждающей жидкости.

Основные неисправности расширительного бачка

Чаще всего выходит из строя клапан крышки бака. При этом давление в системе начинает резко повышаться или падать. В первом случае это грозит снижением давления в системе с возможным обрывом патрубков и утечкой охлаждающей жидкости, во втором — возрастает 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 бака следует отнести и механические повреждения, которые могут быть вызваны избыточным давлением в системе. В результате корпус бака может деформироваться или порваться. Кроме того, нередки случаи повреждения резьбы на горловине бака, из-за чего крышка не может обеспечить герметичность системы. Во всех этих случаях бак подлежит замене.

Датчик и указатель температуры охлаждающей жидкости

Датчик температуры используется для определения температуры охлаждающей жидкости внутри двигателя и передачи этой информации на приборную панель. Сам датчик расположен на передней части ГБЦ рядом со свечой зажигания четвертого цилиндра.

Для защиты от грязи и технических жидкостей он закрыт резиновым колпачком. Указатель температуры охлаждающей жидкости расположен на правой стороне приборной панели. Шкала разделена на два сектора: белый и красный.

Конструкция и принцип действия датчика температуры охлаждающей жидкости

Работа датчика температуры основана на изменении сопротивления рабочего элемента при нагреве или охлаждении. На один из его выводов по проводу подается напряжение 12 В. От другого вывода датчика проводник идет к стрелке, которая реагирует на снижение (повышение) напряжения отклонением стрелки в ту или иную сторону. Если стрелка находится в белом секторе, двигатель работает при нормальной температуре. Если он переходит в красную зону, силовой агрегат перегревается.

Основные неисправности датчика и указателя температуры охлаждающей жидкости

Сам датчик температуры редко выходит из строя. Чаще проблемы связаны с проводами и разъемами. При диагностике следует предварительно проверить провода тестером. Если заработает, переходим к датчику. Проверяется 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:

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

При несоответствии результатов измерений указанным данным датчик подлежит замене.

Видео: замена датчика температуры охлаждающей жидкости ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/7MbGGgFM2YA

Что касается датчика температуры, то он практически вечен. Проблемы с ним конечно бывают, но очень редко. Диагностировать его в домашних условиях достаточно проблематично. Гораздо проще купить новый блок, предварительно проверив исправность датчика и проводов.

Патрубки и шланги системы охлаждения

Все элементы системы охлаждения соединены трубками и шлангами. Все изготовлены из армированной резины, но имеют разные диаметры и конфигурации.

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

Шланги и ниппели подвергаются постоянным температурным нагрузкам. Из-за этого резина со временем теряет эластичность, становится шероховатой и жесткой, что может привести к протечкам охлаждающей жидкости в местах соединений. Кроме того, трубы выходят из строя при повышении давления в системе. Они набухают, деформируются и даже ломаются. Трубы и шланги ремонту не подлежат, поэтому их сразу заменяют новыми.

Сменить трубы и шланги довольно просто. Все они крепятся к кронштейнам с помощью спиральных или червячных хомутов. Для замены необходимо слить охлаждающую жидкость из системы, ослабить хомут, снять неисправный патрубок или шланг, установить на место новый и закрепить хомутом.

Видео: замена патрубков системы охлаждения ВАЗ 2101

https://www.youtube.com/embed/G2Foc3aGp3Q

Охлаждающая жидкость

В качестве охлаждающей жидкости для ВАЗ 2101 производитель рекомендует использовать антифриз А-40. Но в последнее время большинство владельцев классических моделей ВАЗ используют антифриз, утверждая, что он намного эффективнее и безопаснее. По сути, для двигателя не имеет большого значения, какая охлаждающая жидкость используется. Главное, чтобы он справлялся со своими задачами и не наносил вред системе охлаждения. Единственная реальная опасность – это некачественные продукты, содержащие присадки, способствующие коррозии внутренних поверхностей компонентов системы охлаждения, особенно радиатора, помпы и рубашки охлаждения. Поэтому при выборе хладагента обращайте внимание не на тип, а на качество и репутацию производителя.

Промывка системы охлаждения ВАЗ 2101

Вне зависимости от того, какая жидкость используется, в системе охлаждения всегда будет грязь, вода и продукты коррозии. Для снижения риска засорения каналов рубашки и радиаторов рекомендуется периодически промывать систему. Делать это нужно не реже одного раза в два-три года. Промывка системы охлаждения проводится 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 ополаскивателя можно использовать специальные составы, широко представленные на рынке, или дистиллированную воду. Категорически не рекомендуется использовать кока-колу, лимонную кислоту и бытовую химию, так как они могут серьезно повредить двигатель.

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 весьма спорна. Система охлаждения ВАЗ 2101 уже достаточно эффективна. Если все узлы работают, он будет отлично выполнять свои функции без дополнительных доработок.

Таким образом, работоспособность системы охлаждения ВАЗ 2101 во многом зависит от внимания автовладельца. Если вовремя заменить охлаждающую жидкость, не допустить перегрева двигателя и резкого повышения давления, он не выйдет из строя.