Речь сегодня пойдёт о доработке системы охлаждения двигателя УАЗ Патриот, который ЗМЗ-409, под мои условия эксплуатации. А условия эксплуатации у меня известно какие — Краснодар. Жара под +40, пробки, длительные подъёмы на перевалы в сочетании с этой самой жарой, глиняные колеи в наших субтропических пампасах… Я расскажу про свой путь к тому, чтобы кондиционер в пробке в +39 нормально охлаждал, а двигатель и масло при этом не перегревались при затяжных подъёмах в горы в жару. Но это опять же не значит, что если у вас нет таких температур или кондиционером вы не пользуйтесь, не подчерпнёте ничего полезного для себя из этой записи.
Внимание! В записи много букв, т.к. описывает она всю мою борьбу за стабильную температуру двигателя и холод в салоне за последние 4 года, поэтому коротко рассказать не получится.
Затеял я все эти переделки только из-за кондиционера, в пробке в сильную жару он дул как умирающий лебедь. Многие жалуются на недостаточную эффективность кондиционера именно в пробке и не только на УАЗах. Причина этого как правило — недостаточная продувка радиатора кондиционера в моторном отсеке на холостых оборотах и небольшой скорости, усугубляемая просадками напряжения в бортсети в жару. Кстати и вентилятор печки тоже сильно хуже дует из-за этого… Машина у меня выпуска начала 2008 года, т.е. самая первая партия с заводской установкой холодильника delphy. В заводской системе образца 2008 года предусмотрены 2 электровентилятора перед радиатором кондиционера и одна механическая мясорубка с вискомуфтой за радиатором. Вся эта конструкция при температурах более +35 и небольшой скорости движения становится неэффективной. Двигатель она конечно охлаждает, не помню температуры больше 97 на заводской системе, но вот с кондеем к сожалению выходит не так как хотелось бы.
Заводское решение я решил заменить на спарку электровентиляторов от шнивы. Тогда я думал, что можно просто изготовить нормальный герметичный диффузор для этой спарки, воткнуть ШИМ-контроллеры Борей по одному на каждый из вентиляторов — и вот оно счастье! Но мои планы разбились о суровую реальность. Если вы вносите более-менее значимое изменение в конструкцию автомобиля, готовьтесь долго и терпеливо устранять последствия своего вмешательства, потому что если новое решение не обкатано, у него обязательно будут последствия, о которых вы ещё не знаете.
Нет, конечно, многие ставят спарку от шнивы на УАЗ даже без диффузора и ездят и горя не знают. Даже радиатор от шнивы внедряют… но только эти люди не стоят в пробке в +40 с включённым кондиционером, иначе их ожидал бы неприятный сюрприз. Но обо всём по порядку. Вернёмся в прошлое на 4 года назад…
1) Версия первая, спарка от шнивы+диффузор из широкого профиля для крепления гипсокартона, а потом и 2 ШИМ-контроллера Борей по одному на каждый вентилятор.
Почему спарка? Надёжнее, при выходе из строя одного ветродуя можно дотянуть до базы или магазина на оставшемся. При этом чтобы вентиляторы работали эффективно, их нужно разместить в хорошем герметичном кожухе-диффузоре. При одном работающем вентиляторе поток воздуха не должен вхолостую гоняться по "малому кругу" в моторном отсеке через неработающий карлсон, поэтому диффузор должен быть разделён на 2 части герметичной перегородкой (с уплотнением к радиатору). Сам диффузор должен быть жёстким, чтобы увеличивать сопротивляемость радиатора к деформациям (параллелограмм), увеличивая его ресурс, и с уплотнением к радиатору по периметру. Такой диффузор был изготовлен из широкого профиля для крепления гипсокартона:
Профиль соединялся болтами с гайками м4, швы обработаны герметиком.
В принципе хороший работоспособный вариант. Сначала конструкция была оснащена только 70 релюхами, 2-мя датчиками в патрубок радиатора и кнопкой для включения одного или двух вентиляторов из салона.
Для улучшения работы кондиционера, поставил дополнительный электрокран от газели на печку, чтоб уж точно всё летом перекрыть:
В итоге получилось скорее для перестраховки, т.к. и родной кран у меня нормально перекрывает, но тем не менее он оказался удобен в межсезонье, когда печку ненадолго надо включить для прогрева салона утром и потом выключить — делается это одним нажатием.
Дополнительно, был ампутирован масляный радиатор как мешающий хорошей продувке основного элемент, ну и штатная спарка тоже. Но как человек, довольно часто бывающий в южных горах, я точно знаю, что от охлаждения масла отказываться не стоит, поэтому вместо масляного радиатора был внедрён теплообменник масло-ОЖ от дизельной иномарки:
Наш масляный радиатор, как известно, наряду с охлаждением масла имеет свойство просаживать давление при открытом термоклапане. А учитывая термостат на 87 градусов, клапан получается почти всё время открыт. В общем, этой проблемы больше нет. И кстати давление масла при старте после ночной стоянки стало подниматься практически мгновенно. Но это ещё не все преимущества теплообменника.
Как известно, масло нагревается довольно долго, медленнее, чем ОЖ, поэтому если у вас есть небольшие но частые поездки по городу с частыми прогревами, то эта гравицапа вам очень показана — при прогреве она подогревает холодное масло из поддона перед его поступлением в двигатель, экономя топливо и ресурс ДВС. Ну а после прогрева масла она уже работает на его охлаждение.
И это ещё не всё! Как известно, при закрытой печке, если параллельно ей не подключен редуктор ГБО или такой вот теплообменник в виде байпаса, охлаждение в районе 3-го цилиндра на ЗМЗ-409 оставляет желать лучшего. Так что это дополнительный стимул внедрить это чудо-устройство)
Как поставить теплообменник, номера деталей, чертёж штуцера подчерпнул тут:
volga.ural.ru/blog/blog/21.html
Кстати задача найти токаря в Краснодаре, превратившимся за последние 10 лет в один большой торгово-развлекательный центр, оказалась не тривиальной…
Но вернёмся к нашим вентиляторам. Чего собственно такого в них оказалось не то? Это я узнал только летом. До этого всё шло гладко — я даже съездил с этим вариантом системы на Кольский, на Севере конструкция вела себя отлично. Но когда температура в Краснодаре стала подползать к +37, случился первый нежданчик…
Дело в том, что я сделал вентиляторы независимыми от сигнала включения зажигания как предохранитель от теплового удара, т.е. даже после остановки двигателя по сигналу датчика (на 94 или 93 градуса, не помню точно) включались и не выключались до падения температуры в патрубке на 10 градусов (84 или 83 градуса). Да, на тот момент термостат у меня стоял на 93 градуса… Одним жарким днём я поставил машину на стоянку на открытом месте под солнцем, и ушёл. Прийдя через несколько часов, я обнаружил что моя машина не заводится по причине севшего аккумулятора… Т.е. вентиляторы молотили на жаре после остановки двигателя довольно долго и выжрали весь заряд. Это было фиаско( Хорошо, что всё это случилось в городе, пришлось просить прикурить.
После этого я переделал схему включения так, чтобы при выключенном зажигании вентиляторы не включались, и сделал заказ на 2 ШИМ-контроллера Борей, у которых есть как функция защиты от теплового удара, так и функция ограничения времени работы вентиляторов при выключенном зажигании.
Но тут случился второй нежданчик. В +39 я застрял в пробке, естественно с включённым кондиционером. Простоял я где-то полчаса, прежде чем у меня запищала прибока и БК — низкое напряжение в бортсети, 10.5в! Выключил кондиционер, открыл окна, доехал до дома (совсем близко уже было). Заглушил, пробую завестись — не получается, стартер едва крутит, на мозги питания не хватает. Опять провода, опять прикуривать…
После второго случая пришлось забыть про кондиционер в городе до приезда контроллеров Борей, и тем мучительнее было их ожидание… Но вот наконец контроллеры у меня. вечером иду в гараж и до 3-х ночи внедряю.
2) Шнивоспака + 2 борея. Фото шнивоспарки с 2-мя бореями к сожалению в архиве не нашёл, поэтому проиллюстрировать сейчас нечем. Но алгоритм работы был такой. Оба контроллера подключались независимо, полностью дублировали друг друга. Оба контроллера при включении кондиционера по сигналу от муфты включались на 50% мощности. При выключении зажигания один вентилятор работал 20 сек, другой около минуты + включалась электропомпа с целю избавить от теплового удара. При этом сохранена возможность принудительного включения электровентиляторов из кнопки салона + реллейная схема с 2-мя датчиками (любой датчик включал оба вентилятора, они остались как резервный вариант на случай выхода бореев из строя). Если какой-либо из бореев работал с мощностью более 70%, то дополнительно включалась электропомпа. Всё как говорится по красоте, но проводов под капотом стало столько, что матрица отдыхает…
Последнее обстоятельство меня напрягло, слишком сложно получилось. Но эта сложность стала аукаться только потом, о чём напишу далее, а сейчас я радовался как мне казалось тогда успешно решённой проблеме. Действительно, всё стало лучше. Нет, напряжение в бортсети просаживалось, но не до состояния высаженного аккумулятора. Так я проездил ещё почти год, до следующего лета. После чего опять начались проблемы. Один борей начал чудить, то включался рано, то поздно, а потом и вообще у него пробило силовые транзисторы. По иронии судьбы случилось это на том же самом месте, где первая версия шнивоспарки высадила мне на стоянке аккумулятор. В один жаркий день я приехал, поставил машину на стоянку и ушёл на несколько часов. Провожал меня гул работающего вентилятора — значение этому я не придал, т.к. так работает система защиты от теплового удара. Но тем не менее, контроллер был уже мёртв, и поток носителей заряда через разрушенный полупроводник безудержно устремился от батареи к обмоткам электродвигателя вентилятора… Как вы наверно уже догадались, пробитый борей означает включение вентилятора на 100% мощности, вкупе с отсутствием меня в течении нескольких часов — 100% разряженный в 0 аккумулятор. Когда я вернулся к машине, не работала даже сигналка. Прикурить севший в 0 УАЗ от обычной машины задача непростая, пришлось ждать минут 15, пока полумёртвая после всех моих над ней издевательств батарея наберёт заряд. К слову, батарею после этого пришлось заменить — больше она участвовать в моих экспериментах отказалась.
Мёртвый Борей был отправлен обратно изготовителю — учитывая ещё не истёкший срок гарантии, ремонт оказался бесплатным. Прикинув, что 2 борея это не так надёжно как один, я решил сотворить новую версию системы.
3) 1 шниво/калиновентилятор + 1 родной уазовентилятор в корпусе шнивоспарки + Борей.
Один из пластиковых держателей вентилятора из спарки был выпилен, на его место установлен переваренный штатный железный держатель от родного уазовентилятора:
Владельцы внедорожника УАЗ Патриот знают о такой проблеме транспортного средства, когда в жаркую погоду двигатель нагревается и достигает отметки 100 градусов Цельсия. Это, конечно, неприятное зрелище, которое наблюдается преимущественно в жаркие летние дни, когда температура за бортом составляет +30 градусов и выше. Причины нагрева двигателя внедорожника УАЗ Патриот известны — вентилятор не справляется со своими свойствами. В данной статье мы рассмотрим, почему же вентилятор, который предназначен для охлаждения радиатора двигателя внедорожника УАЗ Патриот не справляется со своими функциями, и проведем незначительный ремонт по устранению этой проблемы.
Суть проблемы
Начнем с того, что инженера Ульяновского автозавода оснащают внедорожники УАЗ Патриот вентиляторами для охлаждения радиатора, которые приводятся в действие за счет вискомуфты.
Вискомуфта представляет собой механизм, представленный в виде двух плоских дисков. Вискомуфта позволяет передавать крутящий момент посредством специальной жидкости на основе силикона.
Принцип действия заключается в нескольких пластинах, насаженных на ведомый и ведущий валы. Вращаются они в емкости с жидкостью, которая изменяет свои свойства при нагревании. Когда жидкость перемешивается при вращении ведущего вала, она меняет свои свойства (расширяется) и тем самым создает давление в камере. В результате происходит зацепление дисков ведомого вала, приводя его в движение.
Такая вискомуфта и является приводом вентилятора на внедорожнике УАЗ Патриот. Все ничего, если бы не такой минус, который дает толчок к поиску его устранения. Этим минусом является то, что вязкость жидкости зависит от скорости перемешивания. Во время торможения автомобиля УАЗ Патриот и работы двигателя на холостом ходу жидкость теряет свои свойства в результате замедления вращения ведущего вала. Это приводит к тому, что вентилятор охлаждения замедляет свою скорость вращения, и температура в двигателе постепенно растет. Такое явление встречается, когда приходится в летнюю жару стоять в пробке или передвигаться по пересеченной местности на невысокой скорости. Вискомуфта хоть и является новшеством, но ее применение на внедорожнике УАЗ Патриот является неудачным. Как устранить проблему перегрева двигателя мы рассмотрим ниже, а пока перечислим минусы использования вискомуфты.
Разлетевшиеся лопасти крыльчатки
Минусы вискомуфты
К минусам использования вискомуфты на внедорожнике УАЗ Патриот можно отнести следующие факторы:
- Нестабильность температуры двигателя, которая меняется в зависимости от оборотов коленчатого вала.
- Нагрузка на двигатель.
- Затрудненный доступ к роликам и ремням.
- Нет возможности принудительного включения вентилятора охлаждения двигателя.
- Непостоянная частота вращения вентилятора. Возможен отрыв лопастей вентилятора, который чреват пробиванием радиатора. В результате возникает необходимость замены радиатора и установки нового вентилятора.
Нет возможности произвести ее ремонт. Если изделие не функционирует, то ремонт уже неуместен, а требуется ее замена на новую.
Теоретически ремонт изделия провести невозможно, но практически можно. Для этого в отверстии вискомуфты сверлятся два отверстия, через которые продеваются болты и фиксируются к ведущему диску. Такой ремонт позволяет вентилятору вращаться независимо от изменения вязкости жидкости.
Чтобы избавиться от этой проблемы, необходимо вместо вискомуфты установить электровентилятор. Такая система намного надежнее, эффективнее, а, главное, рациональна. Достоинства такой системы, рассмотрим далее.
Электровентилятор вместо вискомуфты: достоинства
Достоинствами установки электровентилятора вместо вискомуфты являются:
- Поддержание постоянной температуры двигателя.
- При остановке автомобиля и работе на холостом ходу не нагревается мотор.
- Освобождается доступ к ремню и роликам, что упрощает их замену.
- Возможность ручного включения электровентилятора охлаждения двигателя.
- Кроме того, если не справляется один вентилятор или он выходит из строя, то в таком случае устанавливается два агрегата, которые компенсируют работу друг друга при необходимости.
Итак, мы выяснили, что вместо вискомуфты охлаждения двигателя внедорожника рационально установить электровентилятор. Чтобы это сделать, необходимо извлечь вискомуфту с внедорожника УАЗ Патриот.
Снятие вискомуфты
Снятие вискомуфты не представляет собой особых сложностей и выполняется своими руками при наличии необходимого инструмента. Но все же необходимо знать процесс снятия изделия и некоторые важные моменты. Итак, снятие изделия осуществляется в следующем порядке:
- Для начала необходимо снять кожух вентилятора. Как это делать, рассмотрим подробнее:
- Используя небольшую отвертку, необходимо удалить штифты распорных зажимов. Расположены они на верхней части кожуха.
- Зажимы после этого снимаются.
- Кожух удаляется путем выведения его вверх.
Снятие вискомуфты куда проще, так как для этого необходимо вывинтить четыре крепежных болта по периметру изделия и удалить их. После этого можно снять вискомуфту и приступать к следующему этапу работ.
Установка
Установка или замена вискомуфты электровентиляторами осуществляется в домашних условиях. Для начала потребуется найти раму с электровентиляторами, которые подойдут для установки под радиатор охлаждения внедорожника УАЗ Патриот. Есть несколько вариантов, и каждый водитель выбирает тот, который больше понравится, или тот, который сможет достать.
Поэтому за основу можно взять электровентилятор автомобиля Тойота. На видео ниже представлена полная информация об установке конструкции.
Итак, для этого необходимо выполнить следующие действия:
- Снять клемму «минус» с АКБ.
- Необходимо снять кожух радиатора.
- Разместить электровентилятор перед радиатором охлаждения.
- Закрепление конструкции осуществляется в штатные отверстия.
- Осуществляется укладка питающих проводов изделий. На видео показано их размещение.
- Кабель подключается к системе управления автомобилем через термореле.
- Потребуется замена термостата на новый и при этом не забудьте о новом уплотнителе.
- В завершение надевается кожух на радиатор, и приступаем к проверке системы.
Заводим двигатель и проверяем, как нагревается система. Когда датчик окажет отметку в 90 градусов, то должен сработать первый электровентилятор. Предварительно необходимо выставить температуру срабатывания первого и второго изделий. Второй должен срабатывать при температуре 93-95 градусов.
На этом замена вискомуфты на электровентилятор охлаждения радиатора закончена.
Самодельный кожух вентиляторов
Назначение кожуха
Кожух вискомуфты на внедорожниках УАЗ Патриот разных годов выпуска имеет различные конструкции. На некоторых установлен стальной и массивный кожух, который становится настоящей преградой для доступа к ремню и роликам. Более поздние модели в конструкции имеют пластиковый кожух. Основным предназначением этого элемента является защита деталей двигателя от возможного отрыва лопастей. Поэтому кожух обязательно должен присутствовать как на вентиляторах с вискомуфтой, так и на электрических устройствах.
На этом следует подвести итог и заметить, что после того, как был установлен электровентилятор, наблюдаются кардинальные изменения. В частности, теперь двигатель работает при постоянной температуре, что продлевает срок эксплуатации его составляющих деталей.
В системе охлаждения двигателя УАЗ Патриот присутствует такой элемент, как «вискомуфта» или, как еще иногда её называют, «гидромуфта» — на которой расположен вентилятор. Она необходима для защиты от перегрева и включается в работу только в том случае, когда температура двигателя начинает выходить за пределы рабочей.
Вискомуфта на УАЗ Патриот устроена таким образом, что она соединена с коленчатым валом двигателя не жетско, а через специальные диски, между которыми находится рабочая жидкость. При запуске холодного мотра вискомуфта крутится с очень малой скоростью, гораздо меньшей, нежели количество оборотов двигателя.
Затем, по мере прогрева мотора, металлическая пластина в передней части вискомуфты нагревается от радиатора и выгибается наружу, чем освобождает специальный шарик, закрывающий отверстие во внутреннем диске. Получается — рабочей жидкости больше некуда деваться и она остается между дисками.
Рабочая жидкость применяется специальная, так называемая «дилатантная», на основе силикона. При нагревании и перемешивании она расширяется и становится больше похожа на густой клей. Далее, скорость вращения вентилятора растет, чтобы в конечном итоге сравняться со скоростью вращения коленвала. Исправная муфта при заглушенном двигателе проворачивается с небольшим усилием.
Плюсы и минусы вискомуфты
Начнем с минусов, ведь именно из-за них владельцы предпочитают ставить электровентиляторы на УАЗ Патриот вместо вискомуфты. И самым весомым минусом, пожалуй, является плохой обдув двигателя на малых оборотах — например в пробках или при движении по пересеченной местности на малом ходу. Ведь эффективность работы вискомуфты напрямую зависит от этих самых оборотов.
Помимо этого, есть и другие минусы:
- Дополнительная нагрузка на двигатель. Вискомуфта отбирает часть мощности мотора, особенно это заметно при обгонах на трассе, когда рабочие обороты почти находятся в красной зоне тахометра. Акустический комфорт тоже страдает — появляется характерный шум, вой.
- Нет возможности принудительного включения вентилятора на полную мощность, например, все в тех же пробках на дороге.
- Муфта затрудняет доступ к обводным роликам и приводным ремням, чем значительно усложняет и увеличивает время, затраченное на ремонт.
Опасность отрыва лопастей вентилятора на больших оборотах, а также опасность повреждения основного радиатора разлетевшимися осколками вентилятора — в результате чего может потребоваться дорогостоящий ремонт с полной заменой антифриза/тосола. А теперь представьте, что это может случиться на трассе, где-нибудь далеко от дома.- Не поддается ремонту. Неисправная муфта заменяется на новую, хотя можно попробовать просверлить несколько отверстий и зафиксировать её болтами, дабы она вращалась всегда. Но, такой способ ремонта подойдет только для лета, зимой двигатель будет прогреваться очень долго.
- Простая и достаточно надежная конструкция, которая может работать годами без какого-либо обслуживания.
- Ставится на УАЗ Патриот с завода, поэтому вам не придется ничего дорабатывать в случае её замены.
- Не создает нагрузку на электрическую часть автомобиля.
Как видите, минусов у вискомуфты больше, поэтому многие владельцы Патриотов со временем приходят к мысли о её замене на электровентиляторы.
Как снять вискомуфту
Обычно, вискомуфта с автомобиля УАЗ Патриот снимается не сложно, хотя если устройство давно не снималось и болты «закисли» — может понадобиться молоток. Итак, последовательность действий следующая:
- Для начала снимается кожух вентилятора (диффузор). Используя небольшую плоскую отвертку удалите штифты распорных зажимов, расположенных на верхней части диффузора, и извлеките зажимы. После этого кожух удаляется из подкапотного пространства через верх.
Откручивается гайка крепления вентилятора к ступице помпы. Тут без рожкового ключа «на 32» не обойтись. Внимание, гайка имеет левую резьбу, то есть откручивать нужно в правую сторону (если смотреть на переднюю часть автомобиля).- Обязательно зафиксируйте приводной ремень, нажав на него рукой в промежутке между шкивом «виски» и шкивом ГУРа. В противном случае гайку открутить не получится. Если и после этого гайка не откручивается, попробуйте сорвать её резкими ударами молотком по ключу.
- Немного открутите гайку и, удерживая её ключом, вращайте крыльчатку вентилятора для его демонтажа. Имейте ввиду, вентилятор весит не мало, поэтому делайте все осторожно.
- Снимите вентилятор и извлеките вискомуфту, путем откручивания четырех крепежных болтов по периметру.
Про электровентилятор
Электровентилятор перекрывает все те минусы, что были у вискомуфты. После его установки сложно будет не заметить следующие улучшения:
- Перестанет перегреваться двигатель в пробках.
- Вы можете принудительно включить электровентиляторы на полную мощность в любой момент, даже стоя на месте, либо запрограммировать их включение по температуре.
- Электровентилятор не будет отнимать мощность у мотора.
- Можно установить сразу два электровентилятора для надежности, если один из них сломается или его будет недостаточно для нормального охлаждения — его роль будет выполнять другой.
- Открывается доступ к роликам и ремням.
С завода на УАЗ Патриот с кондиционером перед радиатором кондиционера (со стороны улицы) ставится так называемая «спарка» — два электровентилятора в пластиковом корпусе. Но на основной радиатор они влияют слабо, да к тому же издают сильный шум. Поэтому, если вы уже надумали ставить электровентиляторы вместо вискомуфты, можете смело их снять.
Процесс установки
Для установки электровентилятора совсем не обязательно посещать сервис, все можно сделать самостоятельно в домашних условиях. Прежде всего, необходимо подобрать или изготовить базу для электровентиляторов (раму или «экран»), подходящую под размер радиатора охлаждения мотора.
Размеры самодельного экрана, чтобы точно нигде ничего не задевало о кузов
Закрепите вентиляторы на раме с помощью шпилек, все зазоры между электровентилятором и рамой закройте при помощи дверных уплотнителей — это необходимо, чтобы создать направленный поток холодного воздуха для эффективного обдува радиатора. Штатный пластиковый (или железный) кожух вентилятора вискомуфты нужен ровно для того же самого.
Электровентиляторы можно подобрать от другого автомобиля, возможны различные варианты, выбирайте самый доступный для вас. Как вариант, за основу можно взять электровентиляторы от автомобиля Тойота «Селика», заказав их доставку с Владивостока, как это сделал человек из видео.
Также подходят следующие электровентиляторы: «Termal 404615S» — аналоги: «Nissens 85616», «Sat ST-DTW1-201-0». Электровентилятор от «Волги» или «ВАЗ 2110». В некоторых случаях изготавливать самодельный экран не нужно, все встает на «родные» крепления. В случае с «Termal 404615S» ничего переделывать не придется.
Самый лучший способ монтажа электровентиляторов — такой, при котором все подключается к разъемам штатных электровентиляторов, тогда не потребуется покупки дополнительного оборудования, такого как:
- термореле;
- несколько метров кабеля с толстым сечением;
- железная вставка в патрубок термостата для термореле;
- датчик температуры.
Вам всего лишь нужно будет настроить в блоке управления двигателем температуру включения электровентиляторов (сделать её ниже), ибо с завода эти значения слишком завышены. Рекомендуется заменить термостат на новый, с более низкой температурой открытия. На этом процедуру замены вискомуфты на электровентиляторы можно считать оконченной.