Вообще говоря, запись должна была называться просто "замена вентилятора". Пара фоток, пара строчек — все довольны. Но вмешался интересный случай. За вентилятором пришел я к Leshiinsk , говорю ему: "Дай мне самый раззвездатый вентилятор!". "А нах? Он же под капотом и его не слышно." Ну и тут поведал я ему что печка у меня не простая, а доработанная. На что он меня попросил описать моё творение, а взамен я получил вентилятор годный занедорого. Но о самом вентиляторе чуть попозже, начну с моей поделки.
На патриотах 2005-2007 годов вентилятор стоял под капотом. Проблем у этого изделия было несколько. То есть это была сплошная проблема. Без проблем проходила только замена вентилятора, который можно было подмахнуть за пять минут из-под капота. Компановка в ограниченном пространстве была довольно плотная и в одной коробке сочитались воздухоприёмник, сеператор, водоотвод и улитка с мотором. Вентилятор дул через отверстие в моторном щите, где воздух попадал в воздуховод и в печку. Фильтра небыло — нет места. Производительность никуда не годилась — шума много, эффекта мало. В сильный дождь водоотвод не справлялся, вода попадала прямо на крыльчатку и закидывалась в салон. Так же происходило со снегом. Я решил что-то поменять. А именно изготовить новый блок вентилятора с возможностью установки воздушного фильтра и перенести это дело под панель — благо место позволяет. Собственно такую компоновку применили на патриотах с 2007г. Корпус вентилятора, что был под капотом, остался на месте и используется в качестве воздухоприемника и сепаратора.
Давайте же смотреть картинки!
За бардачками открывается следующая картина:
Особенности климатических условий, характерных для большей части территории России, требуют наличия на любом транспортном средстве надёжной и эффективной системы отопления. В отличие от вентилятора, печка должна не охлаждать воздух в салоне, а нагревать его. Общим для обоих устройств является использование системы вентиляции, которая представляет собой средство доставки холода или тепла. Рассмотрим особенности отопителя отечественного внедорожника УАЗ Патриот, включая некоторые моменты, касающиеся его основных недостатков и способов их устранения.
Предназначение печки УАЗ Патриот
В холодное время года требуется не только обогрев самого салона – как известно, проблема запотевания автомобильных стёкол становится наиболее острой именно с наступлением холодов. Отопитель УАЗ Патриот – устройство, позволяющее совмещать обе функции: нагревать и доставлять тёплый воздух в область лобового и боковых зеркал, а также обогревать водителя и пассажиров внедорожника. Отметим, что схема отопителя УАЗ Патриот, начиная с 2012 года, предполагает использование двух отопителей – дополнительная печка предназначена для обогрева заднего ряда сидений.
Необходимость столь значительной модификации системы отопления была обусловлена недостаточностью обогрева задней части автомобиля, что в условиях сильных морозов ограничивало эксплуатацию внедорожника. Монтаж дополнительного отопителя позволил существенно улучшить обогрев задней части внедорожника, поскольку ранее пассажиры жаловались на то, что тёплый воздух до заднего ряда сидений практически не доходит.
Особенности конструкции
Как и на большинстве других легковых автомобилей, отопительное устройство УАЗ Патриот представляет собой систему отопления салона так называемого жидкостного типа, предполагающего совмещение отопителя с системой охлаждения транспортного средства. Устройство отопителя УАЗ Патриот 2007 года полностью повторяло конструкцию печки предшественника – УАЗ-31622, но уже в следующем году автомобиль получил кондиционер и модифицированную систему отопления. Её основным узлом стал радиатор печки, смонтированный под центральной консолью и заключённый в пластиковый корпус достаточно сложной геометрии. Связь между системами охлаждения и отопления осуществляется посредством резиновых шлангов, в качестве разделительных элементов используются заслонки и кран.
Устройство печки УАЗ Патриот с 2012 года выпуска предполагает наличие двух теплообменников, нагрев которых осуществляется с помощью горячего антифриза, поступающего их системы охлаждения силового агрегата. Радиаторы отопителя представляют собой систему тонких трубок, имеющих большую площадь поверхности, благодаря чему и обеспечивается интенсивный теплообмен с холодным воздухом в салоне.
В состав теплообменника включён центробежный вентилятор, который может функционировать в различных режимах. Именно вентилятор ответственен за доставку воздуха в теплообменник, а также за вывод уже нагретого воздуха в салон, для чего в нём предусмотрены специальные воздуховоды. После остывания в радиаторе антифриз поступает с систему охлаждения через выводящий шланг, замыкая цикл работы печки. Выключение режима обогрева производится посредством крана, которым перекрывается доступ горячего антифриза к печному радиатору. Краник обычно перекрывают с наступлением тепла, когда в постоянном обогреве салона особой нужды нет.
Как видим, схема конструкции печки достаточно проста. Отметим, что для облегчения прогона охлаждающей жидкости по охлаждающей системе силового агрегата автомобиля используется электронасос, благодаря которому тёплый воздух начинает подаваться в салон УАЗ Патриот уже через несколько минут после запуска двигателя. Недостаток использования подобной схемы системы отопления – невозможность функционирования при выключенном моторе – во время стоянки автомобиля, чтобы прогревать салон, приходится периодически запускать ДВС. Отметим, что устройство отопителя Патриота 2009 г с кондеем предполагает наличие только одного обогревателя, но некоторые комплектации имели две печки.
Блок управления
Управление режимами работы обогревателя осуществляется посредством блока управления отопителем, расположенного на центральной панели внедорожника. БУ включает в себя ряд регуляторов, осуществляющих изменение режимов работы системы вентиляции/обогрева. В задачи блока управления печкой УАЗ Патриот входит:
- изменение режимов функционирования печки, которое может осуществляться либо вручную, либо автоматически;
- считывание и интерпретацию показаний датчика температуры, установленного в салоне внедорожника;
- посредством регулятора изменение скоростного режима работы отопителя.
Согласно данным производителя, максимальное потребление тока отопителем составляет 14 А. На обновленных моделях УАЗ Патриот (с 2012 года) блок управления оснащён тремя регуляторами. Управлять режимами работы можно вручную, используя ручки регуляторов, но имеется также возможность программирования блока управления отопительной системы. БУ в случае возникновения неполадок легко извлекается из приборной панели.
Защита устройства печки УАЗ Патриот (его электрической части) осуществляется посредством отдельного предохранителя, рассчитанного на максимальное значение тока в 25 ампер. Этот плавкий предохранитель расположен в монтажном блоке (внутри салона внедорожника, под торпедой с левой стороны). Его порядковый номер – 21, при этом сгорание предохранителя блокирует также работу прикуривателя (является совмещённым с ним).
Дополнительный отопитель
Добавление в схему печки УАЗ Патриот второго отопителя сделало его по-настоящему комфортным автомобилем, способным достойно противостоять российской зиме во всех её проявлениях. Штатный отопитель располагался в глубине торпеды в центральной её части, обеспечивая обдув тёплого воздуха передней части машины. Дополнительная печка была размещена под сиденьем переднего пассажира, что позволило решить проблему слабого обогрева задней части салона.
Таким образом, УАЗ-3163 был модифицирован и приведён в соответствие текущим требованиям момента. Столь серьёзное изменение привело к увеличению количества охлаждающей жидкости в системе, а среди дополнительных опций появился обогрев задних сидений, что оказалось первым подобным функционалом в отечественной автомобилестроительной области.
Особенности управления отопителем УАЗ Патриот
Забор поступающего извне в салон внедорожника воздуха осуществляется с помощью нагнетающего вентилятора через воздухозаборник. Перед тем как попасть в отопитель, воздух проходит через радиатор системы охлаждения, где нагревается и следует в салон через фильтр очистки. В зависимости от положения регулятора, этот поток воздуха, попадая на отопители, либо остывает, либо нагревается. В устройстве отопителя салона УАЗ Патриот имеются специальные сопла, через которые при включённой печке тёплый воздух попадает в салон. Расположены они в центральной области панели приборов и по её бокам.
Для регулирования воздушного потока в вертикальном/горизонтальном направлениях дефлекторы имеют шторки, которые можно поворачивать в нужную сторону на требуемый угол. Есть такие дефлекторы и на заднем отопителе. Если в машине задний ряд сидений пустой, дополнительную печку можно отключить, что позволит немного разгрузить двигатель – для этого имеется специальная кнопка.
Регуляторы управления отопителем
Устройство отопителя УАЗ Патриот с новой панелью включает три регулятора, расположенных в центральной области панели приборов. С их помощью можно осуществлять регулировку параметров обогрева салона внедорожника. Назначение первого регулятора – изменять температуру потока воздуха, направляемого в салон. Переключатель имеет следующие режимы:
- максимальное охлаждение, используемое летом, когда температура вне автомобиля поднимается выше 25 градусов;
- нормальное охлаждение, предназначенное для обеспечения комфортного обдува при температуре за бортом 15 – 25 градусов;
- режим вентиляции используется преимущественно в межсезонье и предназначен для обеспечения прохладной температуры в салоне;
- нормальный обогрев, применяемый, когда столбик термометра вне автомобиля опускается ниже нуля;
- максимальный обогрев используется, когда на улице мороз (минус 10 градусов и ниже);
- режим обдува стёкол предназначен для устранения запотеваний лобового и боковых стёкол.
Назначение второго регулятора – обеспечение требуемого направления обдува. Имеет следующие режимы:
- обдув центральной области салона внедорожника;
- подача тёплого/холодного потока воздуха в нижнюю/центральную часть автомобиля;
- обдув только нижней половины салона;
- направление потока воздуха в нижнюю область салона и одновременно на стёкла;
- подача нагретого воздуха на боковые/лобовое стекло для исключения их запотевания.
Третий регулятор используется для регулирования скорости воздушного потока, подаваемого в салон.
Отметим, что на некоторых обновлённых автомобилях схема подключения печки УАЗ Патриот не предполагала плавного регулирования интенсивности обдува, то есть третий регулятор имел два положения: включить печку и выключить её. Этот недостаток быстро исправили, а на тех машинах, где подобный баг встречается, его можно исправить, перепрошив систему обогрева.
По УАЗу накопился небольшой раздел с информацией: капремонт, выпускной коллектор, ГБО, пороги.
Причины полной переделки отопителя:
- производительность штатной системы обогрева, в том числе по сечению воздуховодов, недостаточна.
- нужно управление температурой обдувающего воздуха за счет смесительной заслонки отопителя, а не краном, пытающимся перекрыть тосол, но делающим это плохо.
Салон УАЗ-3160 большой, торпеда похоже пришла из салона ВАЗ2108 без существенных переделок по системе обогрева. А салон 2108 минимум втрое меньше, да еще аэродинамика "кирпича" на морозе остужает салон УАЗа с угрожающей скоростью. В следующих моделях "Патриота" систему отопления доработали установкой дополнительной печки и часть проблем ушла.
Как планирую переделать печку.
Переделка делается этапно, часть работ еще не выполнена, это перспектива на весну 2012г.
За первые выходные параллельно с садовыми делами сделал основные детали, но до демонтажа штатной печки с машины дело не дошло. Ниже фото этих работ.
Схема модернизации отопителя уаз-3160.
Радиатор печки будет находиться под капотом. Улитка вентилятора отопителя – в салоне.
Поскольку не планирую кондиционер, такое расположение вполне устраивает. Уходят шланги тосола из салона, улитка будет работать в потоке теплого воздуха после смесительной заслонки (это считается скорее минусом, хотя спорно), эффективность ее работы на "всасывание" выше, чем на "вталкивание" (это плюс), зимой моторы отопителей страдают из-за замерзания смазки в подшипниках, здесь этого не будет. Улитка стоит после фильтра в салоне (в штатной она была под капотом). Улитка естественным образом поворачивает поток воздуха из отверстия в перегородке моторного отсека на 90градусов в сторону старого расположения радиатора и системы распределения потоков.
Расчитываю, что потоки из всех вентиляционных отверстий по крайней мере утроятся.
Подобное расположение позволяет делать систему этапно.
- 1этап. Просто поставить улитку на проходное отверстие из моторного отсека, остальное оставить, как есть, на неопределенное время.
- 2этап. Убрать штатный воздухозабор, установить на его место радиатор. Демонтировать старый радиатор из салона.
- 3этап. Переделать систему распределительных воздуховодов.
Для начала рассмотрим самый простой вариант модернизации печки УАЗ-3160.
У 3160 (на рис.сверху) холодный поток воздуха через моторную переборку из воздуховода попадает в короб радиатора отопителя сверху, проходит через горячий радиатор и выходит через заслонку на два маршрута:
1. на обдув лобового стекла (верхний обдув)
2. в ноги
Заслонка управляется тросовым приводом.
Температура по задумке должна регулироваться изменением проходного сечения крана в моторной перегородке, управляемого тоже тросовым приводом. Но на деле кран находится в крайних положениях: либо закрыт, либо открыт. Промежуточных состояний не получается. В результате температура обдува не регулируется.
В этой конструкции возможна очень простая реализация регулировки температуры с помощью смесительной заслонки по общепринятому в мире принципу.
Этот вариант – на рисунке во втором ряду.
- прорезаем отверстие в коробе радиатора НИЖЕ уровня радиатора. Если сюда подать поток воздуха, то он пройдет ПОД радиатором и не нагреется(почти).
- у штатного воздуховода изменяем конструкцию состыковочного узла с коробом радиатора. Его делаем на два фланца, два пути прохода воздуха: холодный и горячий. Сам бы его сделал из металла на заклепках, как в конструкции ниже. В точке разветвления нужно поставить смесительную заслонку с поворотом на 90градусов. В крайних положениях она перекрывает либо холодный, либо горячий путь. В среднем – она формирует теплый воздух с температурой, регулируемой в зависимости от угла поворота.
- на управление такой конструкцией можно поставить САУО от 10 ВАЗ-семейства или наш новый вариант этого же САУО с плавной регулировкой скорости обдува.
Вот такой вариант можно реализовать в течении одного дня. По моему это самый оптимальный вариант по соотношению затраченного времени и результата.
Но себе выбрал более сложный вариант, часть причин изложил в первых абзацах. Вот еще одна причина. Забегая вперед, скажу, что переделка печки дала некоторое представление о том, что и как надо делать. В УАЗ-3160 недостаточные сечения распределительных воздуховодов ПОСЛЕ радиатора.
- На выходе после радиатора проходное сечение распределительной заслонки примерно 200мм х 25мм, т.е всего 50кв.см.
- Проходное сечение в моторной перегородке – 150 х 120, т.е 180кв.см.
Эти величины должны как минимум быть равны, желательно первая – больше.
Поэтому вывод : систему воздуховодов надо переделывать, это значительно улучшит потоки воздуха. Так что вся конструкция короба штатной печки рушится.
Вот снятый штатный воздухозаборник, просто непонятная конструкция, хорошо, что от нее отказались в последующих моделях.
Сам короб крепится к моторной переборке, к гайкам долезть практически нереально. Дополнительный резистор заменить без съема короба нельзя. Мотор обслужить без съема короба нельзя.
Начинаем делать свою конструкцию.
Радиатор – от МАЗа. Очень хорошо встает по размерам на место воздухозаборника. По площади теплообмена втрое больше старого штатного. Немного неудобны выходы трубок, лучше было бы, если выходили справа-вбок. При выборе радиатор на это нужно обратить внимание и посмотреть несколько вариантов.
(В скобках пишу, поскольку это замечание не относится к данной теме. Сразу же скажу, что радиатор можно применить и другой. Удобны и качественны радиаторы печек от фур, их можно взять на разборках. Если взять квадратный радиатор, то можно посмотреть и другое расположение его под капотом, в том числе можно и улитку перенести под капот и поставить перед радиатором, но это уже другая конструкция).
Схема прохождения воздуха через отопитель такая:
Черным цветом выделен корпусные детали машины и корпус радиатора.
Синим – элементы управляющие током воздуха.
Красным – радиатор.
На левом рисунке – прохождение холодного воздуха в салон без нагрева, при этом смесительная заслонка находится в открытом положении.
На правом – в салон подается горячий воздух. Заслонка закрыта. Воздух через решетку попадает на вход модуля радиатора, там смесительная заслонка, управляемая моторедуктором, направит воздух в салон либо неподогретым(открыта полностью), либо смешанным (промежуточное положение), либо горячим (полностью закрыта). Заслонкой управляет моторедуктор и Система Автоматического Управления Отопителем (САУО) и обеспечивает заданную температуру воздуха на выходе. Пока вместо САУО установлен блок плавного управления электровентилятором отопителя "Аргест", он просто плавно меняет скорость обдува, за температурой не следит.
Воздух снаружи забирается под крышку воздухозаборников от "Оки" (по ширине просто подошли. ). Они видны на фото.
Дальше нужно как-то отделить воду от забираемого воздуха.
Для того, чтобы воздух, прошедши через эти решетки, оставлял влагу – сделан желоб для слива воды в виде "крыла", в нижней точке круглое отверстие для слива воды. Когда всасывание отсутствует, вода просто стекает по желобу вниз. Когда идет всасывание – воздух проходит по лабиринту с двумя изгибами, часть воды отделится на желобе, совсем малая часть попадет в короб радиатора и там тоже есть отверстия для слива. Оправдаются ли ожидания по отделению воды – покажет опыт эксплуатации в осеннее время, пока ни одного замечания нет.
Снизу желоба сделан воздуховод для транспортирования воздуха в радиатор. Это обычный пенофол, приклеенный к желобу и стенке моторного отсека. Образовалась герметичная полость от подкапотного пространства, воздух попадает с улицы и проходит в радиаторный кожух. При наклейке пенофола надо следить за сечением получающегося воздуховода. Мы уже знаем сечение проходного отверстия через моторную переборку – два квадратных дециметра, сечение воздуховода должно быть поболее.
Перед установкой модуля радиатора переборка моторного отсека с обоих сторон проклеена сначала виброизоляцией, потом пенофолом илии спленом.
На снимке повыше виден кусок виброизоляции. Экономить на шумо- и теплоизоляции между салоном и мотором не нужно.
Ну что ж. Дальше переходим к изготовлению короба радиатора.
Сначала фото того, что должно получиться в результате.
Собранный радиатор около штатного воздухозаборника, на место которого он встанет. Забор воздуха не со старой дыры в крышке капота, а как у Патриота через решетку полочки около стекла, сразу же от пассажирской щетки к краю. Старую дыру можно, наверное, пользовать для выхода подкапотного воздуха в жару, но это надо попробовать, а потом решение принимать об его использовании.
На фото на верхнем патрубке горячий вход с шаровым краном (в окончательном варианте отопителя горячий тосол подает в радиатор снизу, а отводится через верхний патрубок. Связано это с завоздушиванием системы, вытекающая из радиатора жидкость автоматически забирает с собой и попавший воздух). На входе и выходе – тройнички с тонким ответвлением на обогрев газового редуктора. Кран отсекает печку, но подогрев газа сохраняется. Снизу модуля будут закреплены элементы газового впрыска, это еще не делалось, фото сделано с целью первой прикидки.
Сделал боковые щечки из металла 0.8мм. Все размеры – по месту.
Снизу крышка из металла 0.5мм, все крепежи – заклепки, в нужных местах герметизация изнутри герметиком. Толщина более, чем достаточна, в сборе получилось очень жестко.
Корпус улитки, делался из металла по такому же принципу. Хоть и криволинейный, проблем со сборкой не было. Сложнее и дольше было подогнать вырезы-трапеции под крепеж самого вентилятора.
Между улиткой и переборкой в моторный отсек будет секция под салонный фильтр. Фильтр вдвигаемый, материал – нетканый или обычный капроновый чулок, натянутый на вдвигаемую рамку. Конструкцию буду делать по месту. Улитка сначала виброизолируется, затем шумо- и тепло- изолируется. С нее точно так же из металла 0.5мм будет сделан переходник на штатный штатный короб отопителя, штатный радиатор будет убран из салонной стойки, дыры из-под него заклеены и на этом планы на этот год ограничены.
Вот на этом работы в первые выходные закончились, далее фото уже со вторых выходных. Это замечание просто для того, чтобы ориентироваться по затраченному времени, хотя, если повторять конструкцию – времени получится меньше, поскольку больше времени ушло на размышления, чем собственно на непосредственное изготовление.
Видна смесительная заслонка, на первом фото она закрыта, воздух в таком ее положении пойдет по маршруту через радиатор и выйдет горячим. На втором – открыта, воздух проходит в салон ненагретым. Модуль оклеен теплоизоляцией, чтобы прохладный воздух не грелся дополнительно от стенок летом.
Виден моторедуктор, он идет на 10 семейство и выше, управляет именно воздушной заслонкой.
Видео работы заслонки вот:
Размер видео – около 10мб, будет время – уменьшу.
Улитка сначала проклеена виброизоляцией, затем пенофолом. В стыках лежит герметик. Два крепежных "уха" по диагонали позволяют крепить улитку к кузовному железу на штатные шпильки. При их отсутствии – несложно просверлиться и привернуть длинные болты (если проварить головки болтов со стороны моторного отсека – получатся шпильки).
Вот направляющие под улиткой, которые предназначены для вдвигания в них рамки с воздухофильтром, в простейшем случае рамки с натянутым капроновым чулком или нетканым материалом. Место установки улитки позволяет сделать эти направляющие и выше под другой тип фильтра, если кому надо. Уголки приварены к металлу улитки. Металл 0.5мм позволяет такую роскошь.
Вот, собственно, и видны подсоединяемые провода от "Аргеста".
Сама плата "Аргеста" стоит на штатном месте контроллера электровентилятора, однако на БМВ тоже применяют плавное управление скоростью обдува печки. Там при вращении улитки нижняя часть контроллера продувается прокачиваемым воздухом. Вот туда и ставим нашу плату, закрепляем по месту, герметизируем щели.
Провод на массу (аккумулятор стоит для наглядности, хотя от него крутится без проблем), провод на плюс (вставляется в фишку от демонтированного переключателя скоростей), провод к мотору улитки, жгут к регулятору (в качестве регулятора может пользоваться либо резистор, либо энкодер, либо кнопка стеклоподъемника, кому что нравится).
На столе эти подсоединения занимают секунд 10-20, на машине – немного больше, самое затратное по времени – проложить аккуратно жгут с крутилкой или кнопкой к месту ее установки.
Ну вот осталось только все собранные элементы смонтировать на машину. Не сильно быстрая задача, но все элементы крепежа и сами детали уже подогнаны между собой, все монтируется и разбирается быстро, нет ни одной гайки, доступ к которой был бы затруднен.
Место под улитку в салоне готовилось так:
С новой полной печкой уже больше месяца. Первое включение выдуло из сопел лобового стекла кучу разного хлама. Напор устраивает. Но сечение штатных распределительных коробов маловато. Неделю ездил без последнего колена воздуховода, улитка дула просто в салон. Прогревалось очень быстро, только стекло лобовое потело без обдува в дождь. С обдувом через штатные короба время нагрева увеличилось существенно, т.е. сопротивление коробов великовато. В следующем году буду и их переделывать. В этом году может переделаю по сечению воздуховод к задним сиденьям, чтобы дул постоянно, раз есть увеличение потока воздуха, то хватит на все.