Le système de refroidissement est destiné à assurer le régime thermique optimal de fonctionnement du moteur.
Le système de refroidissement du moteur est de type liquide, fermé, à circulation forcée du liquide de refroidissement.
Les principaux organes et ensembles du système de refroidissement comprennent : le radiateur, le ventilateur avec accouplement visqueux d'entraînement, le carter du ventilateur, la virole du ventilateur, le corps des canaux d'eau, la pompe à eau, les thermostats, les canaux et les tuyauteries de raccordement pour le passage du liquide de refroidissement.
Le schéma du système de refroidissement avec ventilateur coaxial au vilebrequin et avec accouplement visqueux d'entraînement du ventilateur est présenté sur la figure 1.
Pendant le fonctionnement du moteur, la circulation du liquide de refroidissement dans le système est créée par la pompe à eau 8.
Le liquide de refroidissement est refoulé de la pompe 8 dans la cavité de refroidissement de la rangée gauche de cylindres par le canal 9 et par le canal 14 — dans la cavité de refroidissement de la rangée droite de cylindres.
En lavant les surfaces extérieures des chemises de cylindres, le liquide de refroidissement, par les orifices des plans d'appui supérieurs du bloc-cylindres, pénètre dans les cavités de refroidissement des culasses.
Des culasses, le liquide échauffé, par les canaux 4, 5 et 6, parvient au boîtier d'eau du corps des canaux d'eau 17, d'où, selon la température, il est dirigé vers le radiateur ou vers l'entrée de la pompe.
Une partie du liquide est évacuée par le canal 15 vers l'échangeur de chaleur d'huile 16, où s'effectue le transfert de chaleur de l'huile vers le liquide de refroidissement.
De l'échangeur de chaleur, le liquide de refroidissement est dirigé vers la chemise d'eau du bloc-cylindres dans la zone du quatrième cylindre.
Le régime thermique du moteur est régulé automatiquement :
- par deux thermostats, qui commandent la direction du flux de liquide en fonction de la température du liquide de refroidissement à la sortie du moteur. La température nominale du liquide de refroidissement à la sortie du moteur doit se situer dans les limites de 85–90 °C ;
- par l'accouplement visqueux d'entraînement du ventilateur en fonction de la température de l'air à la sortie du radiateur.
Le corps des canaux d'eau (figure 1) est coulé en alliage de fonte et fixé par boulons sur la face avant du bloc-cylindres.
Dans le corps des canaux d'eau sont coulés les cavités d'entrée 7 et de sortie 11 de la pompe à eau, les canaux de liaison 5 et 12, les canaux 9 et 14 amenant le liquide de refroidissement dans le bloc-cylindres, les canaux 4 et 6 évacuant le liquide de refroidissement des culasses, le canal de dérivation 13, le canal 15 d'évacuation vers l'échangeur de chaleur d'huile, les cavités du boîtier d'eau 17 pour le montage des thermostats, le canal 10 d'amenée du liquide de refroidissement dans la pompe à eau depuis le radiateur.
La pompe à eau (figure 2) est de type centrifuge, installée sur le corps des canaux d'eau.
Dans le corps 1 est pressé un roulement radial à deux rangées à billes et rouleaux avec axe 6. Des deux côtés, les faces du roulement sont protégées par des joints en caoutchouc. La graisse a été introduite dans le roulement par le fabricant.
L'appoint de graisse en exploitation n'est pas nécessaire.
La bague de butée 8 empêche le déplacement de la bague extérieure du roulement dans le sens axial. Sur les extrémités de l'axe du roulement sont pressées la roue à aubes 3 et la poulie 7.
Le joint à lèvre 2 est pressé dans le corps de la pompe, et sa bague de frottement est constamment appliquée par ressort contre la bague de frottement 5, qui est insérée dans la roue à aubes à travers la manchette en caoutchouc 4.
Dans le corps de la pompe, entre le roulement et le joint à lèvre, deux orifices sont réalisés : inférieur et supérieur.
L'orifice supérieur sert à la ventilation de la cavité entre le roulement et le joint à lèvre, et l'orifice inférieur — au contrôle du bon état de l'étanchéité frontale.
Une fuite de liquide par l'orifice inférieur témoigne d'une défaillance de l'étanchéité.
En exploitation, les deux orifices doivent être propres, car leur obstruction entraînera la défaillance du roulement.
Le joint à lèvre de la pompe à eau (figure 3) se compose d'un corps extérieur en laiton 1, dans lequel est insérée une manchette en caoutchouc 2.
À l'intérieur de la manchette est disposé un ressort 3 avec les carcasses intérieure 4 et extérieure 5. Le ressort applique la bague de frottement 6.
La bague de frottement est fabriquée en matériau antifriction graphite-plomb comprimé à chaud.
Ventilateur et accouplement visqueux (figure 4).
Le ventilateur à neuf pales 1 d'un diamètre de 710 mm est fabriqué en polyamide chargé de verre, le moyeu du ventilateur 3 — en métal.
Pour l'entraînement du ventilateur est utilisé un accouplement 2 de type visqueux à enclenchement automatique, qui est fixé au moyeu du ventilateur 3.
Le principe de fonctionnement de l'accouplement est basé sur le frottement visqueux du liquide dans les petits jeux entre les parties menée et menante de l'accouplement. Comme liquide de travail est utilisé un liquide silicone à haute viscosité.
L'accouplement est non démontable et ne nécessite pas d'entretien en exploitation.
L'enclenchement de l'accouplement se produit lorsque la température de l'air à la sortie du radiateur atteint 61–67 °C.
La spirale thermobimétallique 4 commande le fonctionnement de l'accouplement.
Le ventilateur est placé dans une virole annulaire fixe, rigidement fixée au moteur.
Le carter du ventilateur, la virole du ventilateur contribuent à l'augmentation du débit du flux d'air refoulé par le ventilateur à travers le radiateur.
Le carter du ventilateur et la virole du ventilateur sont reliés par un joint annulaire en caoutchouc de section en U.
Le radiateur (des automobiles KAMAZ) est en cuivre brasé ; pour augmenter la transmission de chaleur, les bandes de refroidissement sont réalisées avec des persiennes poinçonnées ; il est fixé par des supports latéraux à travers des coussins en caoutchouc aux longerons du châssis, et par une tirant supérieur — au collecteur d'air unificateur.
Les thermostats (figure 5) permettent d'accélérer le réchauffement du moteur froid et de maintenir la température du liquide de refroidissement non inférieure à 75 °C en modifiant son débit à travers le radiateur.
Dans le boîtier d'eau 5 du corps des canaux d'eau sont installés en parallèle deux thermostats avec une température de début d'ouverture de (80 + 2) °C.
À une température du liquide de refroidissement inférieure à 80 °C, le clapet principal 12 est appliqué contre le siège du corps 14 par le ressort 11 et obture le passage du liquide de refroidissement vers le radiateur.
Le clapet de dérivation 6 est ouvert et relie le boîtier d'eau du corps des canaux d'eau par le canal de dérivation 4 à l'entrée de la pompe à eau.
À une température du liquide de refroidissement supérieure à 80 °C, la charge 9, se trouvant dans le ballon 10, commence à fondre en augmentant de volume.
La charge est composée d'un mélange de 60 % de cérésine (cire de pétrole) et de 40 % de poudre d'aluminium.
La pression de la charge en expansion, par l'insert en caoutchouc 8, est transmise au piston 13, qui, en s'extrayant vers l'extérieur, déplace le ballon 10 avec le clapet principal 12, en comprimant le ressort 11.
Entre le corps 14 et le clapet 12 s'ouvre un passage annulaire pour le liquide de refroidissement vers le radiateur.
À une température du liquide de refroidissement de 93 °C se produit l'ouverture complète du thermostat, le clapet se lève à une hauteur d'au moins 8,5 mm.
Simultanément à l'ouverture du clapet principal, le clapet de dérivation 6 se déplace avec le ballon, lequel obture l'orifice du boîtier d'eau du corps des canaux d'eau qui le relie à l'entrée de la pompe à eau.
Lors de l'abaissement de la température du liquide de refroidissement à 80 °C et en dessous, sous l'action des ressorts 7 et 11, se produit le retour des clapets 12 et 6 en position initiale.
Pour le contrôle de la température du liquide de refroidissement, sur le boîtier d'eau du corps des canaux d'eau sont installés deux capteurs de température 1 et 2.
Le capteur 1 fournit les indications de la valeur actuelle de la température au tableau de bord, le capteur 2 sert d'avertisseur de surchauffe du liquide de refroidissement.
Lors de l'élévation de la température à 98–104 °C, sur le tableau de bord s'allume la lampe témoin de surchauffe critique du liquide de refroidissement.
Le vase d'expansion 1 (figure 1) est installé sur le moteur des automobiles KAMAZ du côté droit dans le sens de marche de l'automobile.
Le vase d'expansion est relié par le tube de dérivation 19 à la cavité d'entrée de la pompe à eau, par le tube d'évacuation de vapeur 2 au réservoir supérieur du radiateur et au tube d'évacuation du liquide du compresseur 3.
Le vase d'expansion sert à compenser la variation de volume du liquide de refroidissement lors de sa dilatation par échauffement, ainsi qu'à permettre le contrôle du degré de remplissage du système de refroidissement et à favoriser l'évacuation de l'air et de la vapeur de celui-ci.
Le vase d'expansion est fabriqué en copolymère de propylène semi-transparent.
Sur le goulot du vase se visse le bouchon du vase d'expansion (figure 6) avec les clapets : d'entrée 6 (à air) et de sortie (à vapeur).
Le clapet de sortie et le clapet d'entrée sont réunis en un bloc de clapets 8. Le bloc de clapets est non démontable.
Le clapet de sortie, chargé par le ressort 3, maintient dans le système de refroidissement une surpression de 65 kPa (0,65 kgf/cm²) ; le clapet d'entrée 6, chargé par un ressort plus faible 5, empêche la création d'une dépression dans le système lors du refroidissement du moteur.
Le clapet d'entrée s'ouvre et met le système de refroidissement en communication avec l'ambiance lors d'une dépression dans le système de refroidissement de 1–13 kPa (0,01–0,13 kgf/cm²).
Le remplissage du moteur en liquide de refroidissement se fait par le goulot de remplissage du vase d'expansion.
Avant de remplir le système de refroidissement, il faut préalablement ouvrir le robinet du système de chauffage.
Pour vidanger le liquide de refroidissement, il faut ouvrir les robinets de vidange de l'échangeur de chaleur et du groupe pompe du réchauffeur de démarrage, dévisser les bouchons sur le réservoir inférieur du radiateur et du vase d'expansion.
Il n'est pas permis d'ouvrir le bouchon du vase d'expansion sur un moteur chaud, car il peut se produire une projection de liquide de refroidissement chaud et de vapeur par le goulot du vase d'expansion.
L'exploitation de l'automobile sans le bouchon du vase d'expansion n'est pas admise.
Effectuer le réglage de la tension (figure 7) de la courroie poly-V 2 d'entraînement de l'alternateur et de la pompe à eau pour les moteurs avec disposition du ventilateur sur l'axe du vilebrequin de la manière suivante :
- desserrer le boulon 11 de fixation du pied arrière de l'alternateur, l'écrou 10 de fixation du pied avant de l'alternateur, le boulon 8 de fixation de la platine de l'alternateur, le boulon 5 de fixation du boulon tendeur ;
- par déplacement de l'écrou 6, assurer la tension nécessaire de la courroie ; par l'écrou 7, fixer la position de l'alternateur ;
- serrer les boulons 5, 8 et 11, serrer l'écrou 10.
Après le réglage, vérifier la tension :
- une courroie 2 correctement tendue, lors de l'appui au milieu de la plus grande branche avec un effort de 44,1 ± 5 N (4,5 ± 0,5 kgf), doit avoir une flèche de 6–10 mm.
