Устройство двигателя автомобилей ВАЗ-2106 и ВАЗ-2103

На автомобилях устанавливаются двигатели одинаковой конструкции, но с различным объемом цилиндров. Они различаются, в основном, размерами блока цилиндров, поршней, коленчатого вала и деталей цепного привода.

Блок цилиндров

Блок цилиндров 18 отлит из специального чугуна. Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С, D, Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса для обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,05-0,07 мм. Диаметры цилиндров каждого класса следующие, мм:

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками 2. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы, и для различия на их наружной поверхности сделаны риски.

В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 36, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. Спереди устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади — металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом. Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0,26 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала.

В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, закрытая крышкой 8. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 35 заднего сальника. В крышку 8 и держатель 35 установлены самоподжимные сальники. В левой части блока установлен валик 12 привода вспомогательных агрегатов. В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминиевые втулки 51.

Головка цилиндров

Головка цилиндров 19 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В головку запрессованы чугунные седла и направляющие втулки клапанов. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены металлорезиновые маслоотражательные колпачки.

Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом.

Поршни

Поршни 15 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемо-сти. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерной тепловой деформации поршня при нагреве. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя для уменьшения стука поршня при переходе через ВМТ. Поэтому около отверстия под поршневой палец есть метка «П», которая при сборке должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются на пять классов через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец — на три категории через 0,001 мм, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. Поршни по массе в одном и том же двигателе должны быть подобраны с максимально допустимым отклонением (2,5 г).

Поршневые пальцы

Поршневые пальцы 14. 16 и 17 изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца 17 хромирована для повышения износостойкости и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 16 — скребкового типа (с проточкой по наружной поверхности), фосфатированное.

Кольцо надо устанавливать проточкой вниз. Маслосъемное кольцо 14 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).

Шатуны

Шатуны 49 — стальные, кованые, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, поэтому при сборке номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

Коленчатый вал

Коленчатый вал 1 — пятиопорный, отлит из чугуна. Шейки вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик 31. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну от оси коленчатого вала.

Вкладыши

Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные, сталеалюминиевые. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников одинаковые, с канавкой на внутренней поверхности, а нижние — без канавки. Вкладыши 3-го коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности.

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и выпуск отработавших газов в соответствии с принятым для двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. К деталям механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов.

Распределительный вал, управляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, литой. Трущиеся поверхности кулачков подвергнуты отбеливанию. Этот процесс заключается в электродуговом оплавлении поверхностей, в результате которого образуется слой так называемого «белого» чугуна, обладающего высокой твердостью. Вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 26 (см. рис. 3), а от осевых перемещений удерживается упорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.

Клапаны (впускной и выпускной) расположены в головке цилиндров наклонно в один ряд. Головка впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава. Пружины 10 и 11 (рис. 4) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Верхняя опорная тарелка 13 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 12, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.

Рычаги 15 передают усилие от кулачка распределительного вала к клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 17, а другим на торец клапана. Регулировочный болт ввернут во втулку 21 и стопорится контргайкой 18.

Привод вспомогательных агрегатов

Вспомогательные агрегаты двигателя и механизм газораспределения приводятся в действие от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Она состоит из двухрядной втулочно-роликовой цепи 46, ведущей звездочки 49 на коленчатом валу, ведомой звездочки 43 распределительного вала, успокоителя 44 цепи и натяжителя 61 с башмаком 60. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины.

При отворачивании фиксирующей гайки 55 цепь натягивается башмаком 60, на который действуют пружины 52 и 57 через плунжер 59. Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки 55 стержень 53 зажимается цангами сухаря 54, вследствие чего блокируется пружина 52 натяжителя цепи. При работе двигателя на плунжер 59 воздействует только внутренняя пружина 57, обеспечивающая благодаря зазору 0,2-0,5 мм в механизме натяжителя компенсацию колебаний цепи. Успокоитель 44 цепи гасит колебания ведущей ветви цепи. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает ее натяжение, т.ё. если цепь вытянулась не более, чем на 4 мм.

Валик 26 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик 25, который через толкатель приводит в действие топливный насос. Винтовая шестерня валика 26 находится в зацеплении с шестерней 27, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляный насос. Шестерня 27 вращается в металлокерамической втулке, запрессованной в блок цилиндров. В шестерне выполнено отверстие со шлицами, в которое входят шлицевые концы валиков распределителя зажигания и масляного насоса.

Работа двигателя

За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта — впуск горячей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за полоборота (180°) коленчатого вала.

Впускной клапан начинает открываться за 12° до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз. Закрывается клапан через 40° после прохождения поршнем нижней мертвой точки (НМТ). Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает поступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра.

Выпускной клапан начинает открываться за 42° до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра. Закрывается клапан через 10° после прохождения поршнем ВМТ.

Существует такой момент (22° поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и улучшает его наполнение.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на звездочках коленчатого и распределительного валов имеются метки 48 и 42, а также 47 на блоке цилиндров и 41 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 41 должна совпадать с меткой 42, а метка 48 — с меткой 47. Когда полость привода распределительного вала закрыта крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и крышке привода распределительного вала.

Чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе, зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм на холодном двигателе. Если зазоры больше, то клапаны будут открываться с запаздыванием и закрываться с опережением. Если зазора нет, то клапаны на работающем двигателе будут оставаться немного приоткрытыми. В результате резко сократится долговечность клапанов и седел, упадет мощность двигателя.

Как устроен мотор ваз 2108-09, 2110-14

Автомобиль ВАЗ-2109 комплектовался тремя силовыми агрегатами объемом 1,1, 1,3 или 1,5 литра. За исключением рабочего объема и, соответственно, высоты, моторы «девятки» в остальном не отличаются друг от друга. Изначально все устанавливаемые двигатели были карбюраторными, и лишь в начале двухтысячных годов производитель стал комплектовать машины впрысковыми моторами. Ниже будет рассмотрено устройство двигателя «девятки» на примере 1,5-литрового инжекторного мотора ВАЗ-2111, он также устанавливался на ВАЗ-2110 и 2114 ранних годов выпуска.

Итак, «сердце» автомобиля ВАЗ-2109 –четырехтактный четырехцилиндровый восьмиклапанный «атмосферник», работающий на бензине, с верхним расположением распредвала. В отличие от заднеприводных ВАЗ-2106 и ВАЗ-2103, у переднеприводных моделей 2109, 2110, 2114 и остальных мотор располагается поперечно. Цилиндры нумеруются от шкива коленвала, порядок их работы 1-3-4-2. Электронное управление осуществляется контроллером «Январь», Bosch или GM.

Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя

Устройство блока цилиндров двигателя ВАЗ-2111 идентичен блоку 21083. Отлит он из чугуна, диаметр цилиндров составляет 82 мм, в случае замены поршневой группы его можно увеличить на:

• 0,4 при первом ремонте;
• 0,8 при втором.

Коленвал

Коленчатый вал размещается внизу блока и вращается на пяти коренных подшипниках, имеющих съемные крышки, крепление которых к блоку осуществляется болтами. Крышки невзаимозаменяемы и маркируются рисками на внешней стороне. Средняя опора коренного подшипника имеет гнезда, в которые устанавливаются опорные полукольца, исключающие осевое смещение коленвала. Переднее полукольцо изготавливается из сплава стали и алюминия, заднее – из металлокерамики. При появлении люфта коленчатого вала полукольца подлежат замене.

Вкладыши подшипников – опорных и шатунных – тонкостенные, выполнены из сталеалюминиевого сплава. На внутренней стороне всех верхних коренных вкладышей, за исключением вкладыша третьей опоры, имеются канавки.

Устройство кривошипа (коленвала двигателя) следующее: он чугунный, имеет четыре шатунных и пять коренных шеек. Заодно с валом отлиты восемь противовесов. Внутри вала просверлены каналы, закрытые заглушками и имеющие двойное назначение:

1. по ним подается масло у шатунным шейкам от коренных;
2. они очищают масло, поскольку центробежной силой к заглушкам отбрасываются все механические примеси, не задержанные фильтром.

Последнее обстоятельство необходимо учитывать при капремонте двигателя, и при снятии коленвала, а особенно при балансировке нужно прочищать каналы от накопившихся отложений. Заглушки после прочистки заменяются на новые.

К передней части коленвала крепится шкив привода распредвала, а к нему – приводной шкив генератора, который работает еще и как демпфирующее устройство, благодаря упругому элементу между внешней и внутренней частями шкива. К заднему концу при помощи шести болтов крепится чугунный маховик. У него имеется зубчатый венец, предназначенный для запуска мотора при помощи стартера. Помимо этого, на его поверхности есть конусная лунка-метка, предназначенная для определения ВМТ после того, как двигатель собран.

Поршневая группа

Шатуны изготавливаются из стали, имеют двухтавровое сечение. Крышки обрабатываются вместе с шатунами, и потому не являются взаимозаменяемыми. На них и на шатунах штампуется номер цилиндра.

Поршневые пальцы представляют собой стальные трубки. Они свободно плавают в бобышках поршней, в которых фиксируются при помощи стопорных колец.

Устройство поршней: поршни выполнены из алюминиевого сплава, имеют три канавки в верхней части под поршневые кольца. Комплект колец для каждого поршня состоит из двух компрессионных и одного маслосъемного. Компрессионные кольца не позволяют газам попасть в картер двигателя, а маслосъемное удаляет масло со стенок цилиндра и отводит его к бобышкам для смазывания поршневого пальца.

Немного ниже располагаются отверстия для поршневого пальца (бобышки). В днище поршня имеется выточка, предназначенная для предотвращения загиба клапанов в случае обрыва приводного ремня ГРМ. У ВАЗ-2109 с объемом двигателя 1,3 литра оно плоское, поэтому обрыв ремня неизбежно приводил к выходу из строя всей поршневой группы и механизма газораспределения, и как следствие, к дорогостоящему ремонту.

Устройство головки блока и ГРМ

Головка блока (ГБЦ) у всех переднеприводных авто семейства ВАЗ, будь то 2109, 2110 или 2114 одна, общая для всех цилиндров. Они монтируется к блоку при помощи десяти винтов. При монтаже под нее подкладывается металлическая прокладка. Данная прокладка предназначена для одноразового применения, и повторно ее использовать нельзя. В верхней части ГБЦ имеется пять опор распредвала.

Распределительный вал двигателя автомобиля ВАЗ-2109, имеет индекс 21083. На некоторые двигатели устанавливаются валы 2110 или 2111, их устройство несколько отличается от 21083, что позволяет получить прирост мощности мотора. Отливается вал из чугуна, на нем расположены пять опор и восемь кулачков, открывающих клапаны. В действие он приводится с помощью зубчатого ремня от шкива коленвала. Правильно установить валы относительно друг друга можно при помощи установочного выступа на задней крышке ремня ГРМ и меток на приводных шестернях и маховике.

В ГБЦ запрессованы седла, а та же направляющие втулки клапанов. На внутренней стороне втулок имеются канавки для подвода смазки, сверху втулки закрываются маслоотражательными колпачками.

Клапаны изготавливаются из стали, причем головка впускного – из жаропрочной. Монтируются они наклонно в один ряд. Впускной клапан большего диаметра чем выпускной. Зазоры между клапанами и кулачками распредвала регулируются при помощи регулировочных шайб, обладающих повышенной износостойкостью.

Толкатели представляют собой металлические стаканчики, движущиеся в отверстиях ГБЦ. Для улучшения износоустойчивости поверхность, соприкасающаяся с торцами стержней клапанов, цементируется.

Смазывание деталей

Устройство смазки двигателя автомобиля ВАЗ-2109 (2110) комбинированное. К коренным и шатунным подшипникам, а также к опорам распредвала масло подается под давлением, цилиндры, поршни, пальцы и кольца, кулачки распредвала и толкатели смазываются разбрызгиванием, ко всем остальным сопряженным деталям смазка подается самотеком.

Спереди блока установлен масляный насос шестеренчатого типа с перепускным клапаном. Маслоприемник монтируется при помощи болтов на крышку второго коренного подшипника и корпус насоса. Маслофильтр неразборный, имеет перепускной и противодренажный клапаны. Подробно устройство системы смазки и других систем двигателя рассмотрено в отдельных статьях.
» alt=»»>
Вентиляция картера производится принудительно, газы отводятся через маслоотделитель.