Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости. Принудительная циркуляция охлаждающей жидкости (Тосол-А) в системе обеспечивается насосом, а связь системы охлаждения с атмосферой осуществляется через специальные клапаны (при определенном давлении и разрежении), находящиеся в пробках радиатора и расширительного бачка.
Система охлаждения двигателя включает рубашку охлаждения головки и блока цилиндров, радиатор, насос, термостат, вентилятор, расширительный бачок, соединительные трубопроводы и сливные краники. Кроме того, в систему охлаждения входят отопитель кузова автомобиля и обогреватель впускного трубопровода и корпуса дроссельных заслонок карбюратора.
Принципиальная схема системы охлаждения двигателя автомобиля «Нива» ВАЗ-2121 представлена на рис. 9.
Рис. 9. Принципиальная схема системы охлаждения двигателя: 1 - отопитель; 2 - край отопителя; 3 - Карбюратор; 4 - головка блока цилиндров; 5 - насос; 6 - пробка радиатора; 7 - расширительный бачок; 8 - радиатор; 9 - обводной трубопровод: 10 - термостат; 11 - блок цилиндров.
При непрогретом двигателе основной клапан термостата 10 закрыт, и охлаждающая жидкость не проходит через радиатор 8. В этом случае жидкость нагнетается насосом 5 в рубашку охлаждения блока 11 и головки 4 цилиндров. Из головки блока цилиндров через обводной трубопровод 9 жидкость поступает к дополнительному клапану термостата и попадает вновь в насос. Вследствие циркуляции этой части жидкости двигатель быстро прогревается. Одновременно меньшая часть жидкости поступает из головки блока цилиндров в обогреватель (рубашку) впускного трубопровода и корпуса дроссельных заслонок карбюратора 3, а при открытом кране 2 в отопитель 1 кузова автомобиля.
При прогретом двигателе дополнительный клапан термостата закрыт, а основной клапан открыт. В этом случае большая часть жидкости из головки блока цилиндров попадает в радиатор, охлаждается .в нем и через открытый основной клапан термостата поступает в насос. Меньшая часть жидкости, как и при непрогретом двигателе, циркулирует через обогреватель карбюратора и отопитель кузова автомобиля.
В некотором интервале температур основной и дополнительный клапаны термостата открыты одновременно, и охлаждающая жидкость циркулирует в этом случае по двум кругам. Количество циркулирующей жидкости в каждом круге зависит от степени открытия клапанов термостата, чем обеспечивается автоматическое поддержание оптимального температурного режима двигателя.
Расширительный бачок 7, заполненный охлаждающей жидкостью, сообщается с атмосферой через резиновый клапан, установленный в пробке бачка. Бачок соединен шлангом с заливной горловиной радиатора, которая имеет пробку с клапанами. Бачок компенсирует изменения объема охлаждающей жидкости, и в системе поддерживается постоянный объем циркулирующей жидкости.
Насос охлаждающей жидкости (рис. 10) центробежного типа, обеспечивает принудительную циркуляцию жидкости в системе охлаждения двигателя. Вал 5 насоса установлен в крышке 6 в двухрядном неразборном подшипнике 4. На валу насоса напрессованы крыльчатка 8 и ступица 3 вентилятора. При вращении вала насоса охлаждающая жидкость поступает к центру крыльчатки, захватывается ее лопастями, отбрасывается к корпусу насоса под действием центробежной силы и направляется в рубашку охлаждения блока цилиндров двигателя. Уплотнительное устройство 7, установленное на валу насоса, исключает попадание жидкости в подшипник вала. Привод насоса и вентилятора осуществляется клиновым ремнем от шкива, который установлен на переднем конце коленчатого вала. Этим ремнем также вращается шкив генератора.
Рис. 10. Насос охлаждающей жидкости: 1 - шкив насоса; 2 - вентилятор; 3 - ступица; 4 - подшипник; 5 - вал; 6 - крышка; 7 - уплотнитель; 8 - крыльчатка; 9 - корпус.
Термостат (рис. 11) способствует ускорению прогрева двигателя и регулирует в определенных пределах количество охлаждающей жидкости, проходящей через радиатор. Термостат представляет собой автоматический клапан. Он с твердым наполнителем, неразборный, имеет два входных патрубка 1 и 13, выходной патрубок 6, два клапана (основной 9, дополнительный 2) и чувствительный элемент. Термостат установлен перед входом в насос охлаждающей жидкости и соединяется с ним через патрубок 6. Через патрубок 1 термостат соединяется с головкой блока цилиндров двигателя, а через патрубок 13 — с нижним бачком радиатора. Чувствительный элемент термостата включает баллон 4, резиновую диафрагму 5 и шток 12. Внутри баллона, между его стенками и резиновой диафрагмой, находится твердый наполнитель (мелкокристаллический воск), обладающий высоким коэффициентом объемного расширения. Основной клапан 9 термостата начинает открываться при температуре охлаждающей жидкости более 80°С. При температуре ниже 80°С основной клапан закрывает выход жидкости из радиатора и она поступает из двигателя в насос, проходя через открытый дополнительный клапан 2 термостата. При возрастании температуры охлаждающей жидкости более 80°С в чувствительном элементе плавится твердый наполнитель и объем его увеличивается. Вследствие этого шток выходит из баллона,, и баллон перемещается вверх. Дополнительный клапан при этом начинает закрываться и при температуре более 94°С перекрывает проход охлаждающей жидкости от двигателя к насосу. Основной клапан в этом случае открывается полностью, и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор.
Рис. 11. Термостат: 1 - входной патрубок от двигателя; 2 - дополнительный клапан; 3 - пружина дополнительного клапана; 4 - баллон; 5 - резиновая диафрагма; 6 - выходной патрубок; 7 - пружина основного клапана; 8 - седло основного клапана; 9 - основной клапан; 10 - держатель; 11 - регулировочная гайка; 12 - шток; 13 - входной патрубок от радиатора 14 - наполнитель; 15 - обойма.
Радиатор (рис. 12) обеспечивает отвод тепла охлаждающей жидкости в атмосферу. Он трубчато-пластинчатый, имеет вертикальное расположение трубок и горизонтальное расположение охлаждающих пластин. Бачки радиатора и трубки — латунные, а охлаждающие пластины — стальные, луженые. В верхнем бачке 3 радиатора имеется горловина 4, через которую система охлаждения заполняется жидкостью. Горловина герметично закрывается пробкой 5, имеющей два клапана (впускной 7 и выпускной 8). Выпускной клапан открывается при избыточном давлении в системе 0,5кГс/см2 (0,05 МПа), и закипевшая охлаждающая жидкость через патрубок 6 и соединительный шланг выбрасывается в расширительный бачок. Впускной клапан не имеет пружины и обеспечивает связь системы охлаждения с атмосферой через расширительный бачок и резиновый клапан в его пробке, срабатывающий при давлении, близком к атмосферному. Впускной клапан выпускает жидкость из расширительного бачка при уменьшении ее объема в системе (при охлаждении) и пропускает в расширительный бачок при увеличении объема (при нагревании жидкости).
Рис. 12. Радиатор: 1 - нижний бачок; 2 - сердцевина; 3 - верхний бачок; 4 - заливная горловина; 5 - пробка радиатора; 6 - патрубок отвода паров; 7 - впускной клапан; 8 - выпускной клапан; 9 - кожух вентилятора.
Для направления воздушного потока через радиатор и более эффективной работы вентилятора за радиатором установлен кожух 9 вентилятора, состоящий из двух половин.
Вентилятор (см. рис. 10) увеличивает скорость и количество воздуха, проходящего через радиатор. Вентилятор шестилопастной, изготовлен из пластмассы. Лопасти имеют скругленные концы и расположены под углом к плоскости вращения вентилятора. Вентилятор крепится к ступице 4 на валу насоса охлаждающей жидкости. Между вентилятором и ступицей устанавливается шкив 1 привода насоса охлаждающей жидкости.