Электромуфта вентилятора на УАЗ
© Павел Грошев [Чиф]

2001 год

Итак, эксперимент можно считать законченным. За это время были и морозы, и пробки, и преодоление снегов (пониженная, педаль в пол) и многое другое. Не было только жары, но т.к. при включении муфта имитирует штатный обдув (а с ним у меня никогда двигатель не нагревался выше положенных градусов), то и здесь будет все ОК.
К сожалению у одной из 3-х машин с установленной муфтой вышли из строя упругие пластины - в свое время за неимением лучшего их сделали из консервной жести которая не выдержала нагрузок. Но даже при такой поломке вентилятор просто перешел в "блокированный" режим - как штатная мясорубка. Муфты же с более толстыми пластинами продолжают нормально работать.

За создание муфты хочется поблагодарить конструкторов ГАЗа, впервые внедривших это устройство в 1970 (!) году на ГАЗ 24. К сожалению, как часто у нас бывает сей девайс был упразднен заводом в 1972 году с целью упрощения конструкции. А на иномарках он с успехом применялся до конца восьмидесятых, уступив место вискомуфте. Впрочем, в компрессоре кондиционеров он применяется и сейчас. Суть его в следующем.

На валу помпы 15 жестко закреплены шкив 2 и кольцевой магнит 3.
Вентилятор двигателя 12 прикреплен к ступице 5. Ступица через подшипники 8 посажена на ось помпы. К ступице через пружинные пластины прикреплено кольцо 4. Зазор между кольцом 4 и электромагнитом 3 составляет 0.5-1 мм и регулируется болтами 6.
Таким образом, жесткого привода между шкивом и вентилятором нет - на на работающем двигателе при выключенной муфте вентилятор "лениво" крутится за счет трения в подшипниках - его легко можно остановить рукой.
При включении электромагнита 3 через щетку 16, он притягивает с силой 80-100 кг кольцо 4, которое за счет пружинных пластин перемещается и "прилипает" к поверхности электромагнита (для улучшения сцепления контактная поверхность магнита имеет покрытие типа феродо) . В результате вентилятор начинает вращаться вместе со шкивом, охлаждая радиатор. При отключении муфты кольцо 4 отходит от электромагнита 3 и вновь "лениво" крутится. В случае выхода из строя магнита, с помощью регулировочных болтов 6 кольцо 4 прижимают к фрикционной поверхности магнита 3 и вентилятор переходит в режим постоянного дутья.

Теперь о том, как это сделать. Самая важная часть - электромагнит. К сожалению купить его можно не везде. В Москве он продается ... в сборе с Волговским шкивом и ступицей шкива по смешной цене около 48 р (здесь и далее в статье цены на осень-2001 - (У)) (смешной, потому что шкив отдельно стоит 60р, а ступица 20 :-), т.е. муфта, 4 болтика и стопорные пластины идут в нагрузку). К сожалению в чистом виде продаваемый комплект на УАЗ не подойдет - другой вылет шкива.

Впрочем если под капотом ЗМЗ-402, то все ОК, а вот с УМЗ придется повозиться. А "родной" шкив УМЗ не подойдет из-за конусной формы. Но в точеном шкиве есть и плюс - минимальное биение и запас прочности (у меня штампованные шкивы трескались 2 раза). Если не удастся найти Волговский электромагнит, то при желании его можно сделать самому, либо использовать аналоги, широко применяющиеся в технике.

электромагнит, вид спереди

электромагнит, вид сзади

Данные магнита такие:
Провод - ПЭВ-1 0,47 мм
Число витков в обмотке - 270
Сопротивление катушки - 8.5 +/- 0,5 ом
Потребляемый ток 1.5 А
Усилие электромагнита - 80-100 кгс

Небольшое наблюдение. На практике встечал магниты сопротивление 8.5 и 9 Ом. Первые притягивают естественно сильнее, поэтому при использовании вентилятора большей производительности (например пластиковая от Газона 3307) предпочтительнее. С учетом того, что при включении муфта работает как фрикцион, желательно, с целью уменьшения износа трущихся поверхностей, максимально снизить инерцию вентилятора (например заменить штатную "мясорубку" пластиковым пропеллером от Газели или Газона). Проверьте так же поверхность "фрикциона" - излишки клея или "местные выступания" нужно убрать напильником.

Подготовка деталей и сборочных единиц

I. Для двигателей с помпами новой конструкции - помпа с составным подшипником (не целиковым !!!) от ГАЗ-2410 или УАЗа. В продаже есть усиленная алюминиевая (цена - около 600 р) и чугунная, без задней крышки (350 р). Из практики установки - предпочтительнее чугунная, т. к. легче разбирается. Помпу необходимо полностью разобрать.

Последовательность такая:
1) снять ступицу;
2) снять заднюю крышку (если есть);
3) снять крыльчатку. В обоих помпах, к сожалению, применены нестандартные, поэтому со съемником придется помудрить. К чугунной подойдет от ГАЗ-24. Только не пытайтесь снять крыльчатку за края - они сломаются. Один из вариантов - приварить к ступице крыльчатки гайку и, заворачивая в нее болт, снять крыльчатку. Есть варварский метод - выбить ось в сторону крыльчатки. При этом придет в негодность сальник помпы и его придется менять (правда стоит он не дорого и поэтому иногда этот способ предпочтительнее). Для уменьшения проблем в дальнейшем, новый вал под крыльчатку сделан диаметром 16 мм, что позволяет использовать штатную крыльчатку ГАЗ 2410 и штатный съемник для нее - от ВАЗ 2101;
4) Снять стопорное кольцо подшипников;
5) Выбить ось вместе с подшипникам ("наружу" помпы);
6) Снять подшипники с оси.

После разборки обратите внимание на подшипники - они должны быть с односторонним уплотнением (часто встречаются вообще без них). Для чугунной помпы используются два подшипника 20703 (Диаметры - 17 и 40 ширина 14) - внутренний подшипник от помп старого образца УАЗ и ГАЗ. В качестве замены может использоваться 180503 (17*40*16) - от помпы Москвича. В отличии от 20703 они закрытые с обоих сторон. Поэтому, если предполагается шприцевать помпу, с одной стороны уплотнения нужно снять. Так же можно использовать и подшипник 80203 (17*40*12) от опоры первичного вала КПП в маховике, хотя он несколько "слабее" предыдущих. У него так же двустороннее уплотнение.
На усиленной алюминиевой помпе применены 2 разных подшипника:
- передний 180603 (17*47*19) - передний подшипник генераторов ГАЗ, УАЗ с двусторонним уплотнением. Аналог - 20803 (17*47*15,5) - наружный подшипник от помп старого образца УАЗ и ГАЗ.
- задний 80203 (см выше).
При замене подшипников не забудьте привести в соответствие с их шириной распорную втулку.

На мой взгляд, целесообразно сделать смазку подшипников через пресс-масленку. Однако, т.к. доступ на двигателе к помпе затруднен, желательно ее сделать выносной - с использование гибкого шланга. Мы сделали так - в имеющееся отверстие на чугунной помпе (в просверленное на алюминиевой) вставили медную трубку подходящего диаметра. Аккуратно загнули ее и конец вывели за шкив, зафиксировав небольшим хомутом. На него надели гибкий шланг, на другом конце которого размещена масленка (шланг можно использовать такой, как на подшипнике сцепления). Для выхода излишков смазки нужно либо просверлить в помпе еще одно отверстие, либо, слегка сплюснув трубку подачи смазки на "входе" в помпу предусмотреть ее выход наружу там.

На двигателях с помпами старого образца процедуры выполняются аналогично. К счастью они все разборные, что несколько удешевляет переделку, однако советую обратить внимание на подшипники - открытые с обеих сторон там тоже не редкость.

II. Выточить согласно чертежей:

Ось помпы		ЧЕРТЕЖ. ВНИМАНИЕ! Для помп старого образца диаметр оси под крыльчатку (короткая часть) - 17 мм с лыской. На чертеже диаметр 16 мм - под крыльчатку для помпы нового образца. Все остальные размеры одинаковы
Шкив помпы		ЧЕРТЕЖ
Ступицу вентилятора		ЧЕРТЕЖ. На ступице вентилятора шесть отверстий - три М5 и три М6, равномерно чередующиеся (на разных радиусах). Угол смещения между одинаковыми отверстиями - 120 гр, между разными - 60 гр.
Ведомое кольцо		ЧЕРТЕЖ
Шайбу и шпонку		Размеры ЗДЕСЬ

III. В качестве упругих пластин отлично подходят пластины от подпятника классики ВАЗ. Они часто продаются в магазинах под названием "Ремкомплект сцепления" - эдакий "кружок" с тремя "лепестками" по цене 20-30 р. Пластины необходимо отжечь (при этом они сохраняют упругость и поддаются сверлению). Отрезав ножницами лишнее, получаем заготовки длиной около 65 мм. Зажав их в "пакет" сверлим отверстия на расстоянии 50 мм друг от друга.

Деталь от корзины сцепления жигулей, вид сверху

Деталь от корзины сцепления жигулей, вид снизу

IV. Два подшипника для ступицы вентилятора. В заводской конструкции использовались подшипники 180503 с двусторонним уплотнением. Рекомендации по замене - см выше. Несколько замечаний - даже купленный новый подшипник необходимо аккуратно вскрыть и убедиться в наличии смазки. Для уменьшения трения в подшипниках, можно рекомендовать оставить только наружные уплотнения, а в подшипники добавить смазки ШРУС, слегка разведенную моторным маслом. Для исключения потерь смазки, желательно стык наружной обоймы подшипника и ступицы слегка промазать герметиком. При использовании более узких подшипников чем 180503 необходима соответствующая распорная втулка.

V. Щеткодержатель генератора (без регулятора).

VI. Стальная пластина примерно 100*200*2-3 мм для изготовления кронштейна щетки.

VII. Крепеж:

• винты М5 * 10 - 6 шт;
• гайки М5 - 6 шт;
• болты М6 * 14 - 3 шт;
• гайки М6 - 3 шт;
• болты крепления вентилятора (под "пластик" - М8 * 20 - 4 шт;
• болты крепления электромагнитной муфты М8 со шляпкой (можно использовать "фирменные", укоротив их до 10-11 мм);
• стопорные пластины болтов муфты - 2 пластины из стали 0.5-0.7 мм с отверстиями под соседние болты. После затяжки болтов загибаются, охватывая грани болтов. (можно использовать имеющиеся в комплекте муфты);
• корончатая гайка М10;
• шайба 10*22 *1,5.

Сборку ведем в следующей последовательности:

I. Собрать ось с подшипниками и установить ее в помпу, зафиксировав стопорным кольцом в корпусе помпы.

II. Установить смазочную трубку (если есть) подшипников.

III. Установить шпонку и напрессовать шкив (должен сидеть на оси плотно, без люфтов). ВНИМАНИЕ! При напрессовке, упор должен быть на ось помпы со стороны крыльчатки! Во избежании повреждения сальника, не допускается упор в корпус помпы!

IV. Установить на шкив электромагнитную муфту (плоно затянуть болты, загнуть края стопорных пластин).

Помпа со шкивом и муфтой, вид сверху	Помпа со шкивом и муфтой, вид спереди	Помпа со шкивом и муфтой, вид сбоку
Помпа со шкивом и муфтой, вид сбоку	Помпа со шкивом и муфтой, вид изнутри

V. Подсобрать ступицу вентилятора:

1. Наживить винтами М5 три пружинных лепестка на ступице. Направление концов лепестков - по ходу часовой стрелки;
2. Наживить винтами М5, с навернутыми под шляпку гайками, лепестки но ведомом кольце (проточка направлена к ступице вентилятора);
3. Окончательно равномерно затянуть винты, законтрив их гайкам (на "кольце" - расположенными под шляпками винтов, на ступице - со стороны "вылезших" концов резьбы). Для надежности концы винтов, находящихся в кольце можно раскернить. ВНИМАНИЕ! Концы винтов не должны выступать на плоскость ведомого кольца!
4. Вставить в ступицу подшипники вентилятора;
5. Вкрутить до касания регулировочные болты М6 с навернутыми на них контргайками.

ступица вентилятора в сборе с "ведомым" кольцом, пружинами, регулировочными болтиками и подшипниками

VI. Установить ступицу вентилятора на ось помпы (см предупреждение п.3 !!!)

VII. Закрепить корончатой гайкой с шайбой ступицу на оси, зашплинтовать гайку.

VIII. Болтами М6 отрегулировать равномерный зазор между кольцом и муфтой 0,3-0,5 мм. Болты законтрить гайками. В аварийном случае болты вворачиваются до выбирания зазора и стопорения муфты.

IX. Проверить работу муфты - ступица вентилятора должна легко и без заеданий вращаться на вала (сам вал при этом неподвижен). При подаче напряжения ("-" - на корпус помпы, "+" на контактное кольцо) ведомый диск ступицы должен плотно прижиматься к муфте, не давая вращаться раздельно ступице вентилятора и оси помпы.

X. Одеть крыльчатку помпы (насаживать аккуратно во избежании повреждения сальника. Упор - только на ось помпы. Для запрессовки можно использовать резьбовое отвестие на конце вала.

XI. Далее необходимо изготовить щеткодержатель - он делается из щеткодержателя генератора, подрезанием корпуса под переднюю щетку (она в данном случае не нужна). Оставшийся "держатель" должен не доходить до контактного кольца примерно 2 мм и не должен цеплять за корпус.

XII. Кронштейн щетки Г- образный. На помпах нового образца его удобно установить на две почти вертикально расположенные шпильки крепления помпы со стороны генератора. На помпах старого образца - с противоположной.

XIII. Устанавливаем помпу на автомобиль, подводим провод питания на щетку, устанавливаем вентилятор. Пробуем - при отключенной муфте вентилятор крутится рукой на неработающем двигателе. При подаче напряжения он блокируется и сдвинуть его можно с большим трудом.

Эл.магнитная муфта на двигателе 3л вид справа	Эл.магнитная муфта на двигателе 3л вид слева
Эл.магнитная муфта на двигателе 2,5л вид слева	Эл.магнитная муфта на двигателе 2,5л вид сверху

Не удивляйтесь, что после переделки двигатель станет тише работать. И не пугайтесь от рева вентилятора при его включении на средних оборотах (на холостых это не так слышно).

Успехов!

Электромуфта на буханке (двигатель 2,4 л). © [dive]