67-3 Granta
Двигатель. Описание конструкции
Двигатель ВАЗ‑21116:
1 – распределительный вал;
2 – регулировочная шайба;
3 – толкатель клапана;
4 – пружина клапана;
5 – впускной клапан;
6 – выпускной клапан;
7 – поршневые кольца;
8 – поршень;
9 – шатун;
10 – крышка коренного подшипника коленчатого вала;
11 – крышка шатуна;
12 – маслоприемник;
13 – вкладыши коренного подшипника;
14 – коленчатый вал;
15 – ремень привода ГРМ;
16 – поршневой палец;
17 – шкив распределительного вала
Двигатель ВАЗ‑21116 – бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, восьмиклапанный, с верхним расположением распределительного вала. Порядок работы цилиндров: 1–3–4–2, отсчет – от шкива привода генератора. Система питания – фазированный распределенный впрыск топлива (нормы токсичности Евро‑4).
Двигатель (вид спереди по направлению движения автомобиля):
1 – головка блока цилиндров;
2 – крышка головки блока цилиндров;
3 – свечи зажигания;
4 – крышка маслозаливной горловины;
5 – шланг подвода картерных газов к крышке головки блока цилиндров;
6 – маховик;
7 – катушка зажигания;
8 – датчик детонации;
9 – указатель уровня масла;
10 – блок цилиндров;
11 – поддон картера;
12 – генератор;
13 – крышка масляного насоса;
14 – ремень привода генератора
Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат – единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая опора силового агрегата крепится к кронштейну, расположенному на передней стенке блока цилиндров, левая опора – к кронштейну, закрепленному на картере коробки передач, а задняя – к кронштейну, прикрепленному к картеру сцепления. Правая и левая опоры силового агрегата аналогичны по конструкции, но не взаимозаменяемы
Двигатель (вид сзади по направлению движения автомобиля):
1 – дроссельный узел;
2 – ресивер;
3 – труба подвода охлаждающей жидкости к насосу;
4 – топливная рампа;
5 – датчик сигнализатора недостаточного давления масла;
6 – насос охлаждающей жидкости;
7 – датчик положения коленчатого вала;
8 – масляный фильтр;
9 – поддон картера;
10 – пробка сливного отверстия поддона картера;
11 – катколлектор;
12 – диагностический датчик концентрации кислорода;
13 – управляющий датчик концентрации кислорода;
14 – маховик;
15 – датчик температуры охлаждающей жидкости
Справа (по направлению движения автомобиля) на двигателе расположены: привод газораспределительного механизма (ГРМ) и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем), привод генератора (поликлиновым ремнем), масляный насос, датчик положения коленчатого вала.
Двигатель (вид справа по направлению движения автомобиля):
1 – впускная труба;
2 – ресивер;
3 – форсунка;
4 – передняя верхняя крышка привода ГРМ;
5 – шланг подвода картерных газов к крышке головки блока цилиндров;
6 – кронштейн генератора;
7 – генератор;
8 – ремень привода генератора;
9 – шкив привода генератора;
10 – поддон картера;
11 – блок цилиндров;
12 – датчик положения коленчатого вала;
13 – масляный фильтр;
14 – катколлектор
Слева расположены: термостат, датчик температуры охлаждающей жидкости, маховик.
Спереди: свечи зажигания, катушка зажигания, генератор, указатель уровня масла, датчик детонации, стартер (закреплен на картере сцепления).
Сзади: дроссельный узел, ресивер, впускная труба, катколлектор c двумя датчиками концентрации кислорода, топливная рампа с форсунками, масляный фильтр, подводящая труба насоса охлаждающей жидкости, датчик сигнализатора недостаточного давления масла.
Маркировка класса диаметра цилиндра на нижней плоскости блока цилиндров
Блок цилиндров отлит из чугуна, цилиндры расточены непосредственно в блоке. Номинальный диаметр цилиндра – 82,00 мм с допуском +0,05 мм. Расчетный минимальный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) должен быть равен 0,025–0,045 мм. Он определяется как разность размеров минимального диаметра цилиндра и максимального диаметра поршня и обеспечивается установкой в цилиндр поршня того же класса, что и цилиндр. В зависимости от полученных при механической обработке размеров (диаметров), цилиндры и поршни разбиты на три класса. Класс каждого цилиндра в соответствии с его диаметром маркируется латинскими буквами на нижней плоскости блока цилиндра: А – 82,00–82,01; В – 82,01–82,02; С – 82,02–82,03 мм.
Максимально допустимый износ цилиндра – 0,15 мм на диаметр. При ремонте диаметр цилиндра может быть увеличен расточкой и хонингованием под поршни увеличенного диаметра.
Упорные полукольца коленчатого вала:
1 – заднее;
2 – переднее
В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Отверстия в блоке цилиндров под подшипники обрабатываются при установленных крышках, поэтому крышки не взаимозаменяемы и для отличия маркированы рисками на наружной поверхности.
На торцевых поверхностях средней опоры блока цилиндров выполнены проточки для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала.
Спереди (со стороны шкива привода генератора) устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади – металлокерамическое.
Расположение форсунок охлаждения поршней
Для охлаждения поршней во время работы двигателя их днища омываются снизу моторным маслом через специальные форсунки, запрессованные в блок цилиндров в районе второй, третьей, четвертой и пятой опор коренных подшипников.
Двигатель (вид слева по направлению движения автомобиля):
1 – блок цилиндров;
2 – головка блока цилиндров;
3 – корпус термостата;
4 – заглушка;
5 – дроссельный узел;
6 – труба подвода охлаждающей жидкости к насосу;
7 – маховик
Крышка 2 и вкладыш 1 коренного подшипника коленчатого вала
Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала – тонкостенные, сталеалюминиевые с антифрикционным покрытием.
Верхние вкладыши коренных подшипников (устанавливаемые в опоры блока цилиндров) – с продольной канавкой на внутренней поверхности. Нижние вкладыши коренных подшипников, устанавливаемые в крышки, выполнены без канавки, так же как и вкладыши шатунных подшипников.
Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25; 0,50; 0,75 и 1,00 мм.
Коленчатый вал
Коленчатый вал – из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Номинальный диаметр коренных шеек вала составляет 50,799–50,819 мм, а шатунных – 47,83–47,85 мм.
Для уравновешивания сил и моментов инерции, возникающих в кривошипношатунном механизме двигателя при его работе, на продолжении «щек» коленчатого вала выполнены восемь противовесов.
Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединяют каналы, просверленные в теле вала, которые служат для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам.
На переднем конце (носке) коленчатого вала установлен зубчатый шкив привода газораспределительного механизма и шкив привода генератора, одновременно служащий демпфером крутильных колебаний коленчатого вала (за счет упругого элемента между центральной и наружной частями шкива). К фланцу коленчатого вала шестью болтами через общую шайбу прикреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец, служащий для пуска двигателя стартером.
Шатунно-поршневая группа:
1 – верхнее компрессионное кольцо;
2 – поршень;
3 – поршневой палец;
4 – стопорные кольца;
5 – шатун;
6 – крышка шатуна;
7 – винты;
8 – вкладыши шатунного подшипника;
9 – маслосъемное кольцо;
10 – нижнее компрессионное кольцо
Шатунно-поршневая группа (ШПГ) двигателя облегченная (масса 723 г) в сравнении с ШПГ (масса 1170 г) двигателя ВАЗ‑21114 автомобилей семейства «Самара».
Шатуны – кованые стальные, двутаврового сечения. Своими нижними разъемными головками шатуны соединены через вкладыши с шатунными шейками коленчатого вала, а верхними головками – через поршневые пальцы с поршнями.
Поверхность разлома крышки 1 и шатуна 2
При изготовлении шатуна применяется метод контролируемого отламывания его нижней крышки. При сборке такого шатуна обе его части стыкуются практически идеально, обеспечивая полное совпадение разлома во всех направлениях.
Крепится крышка к шатуну двумя винтами (с резьбой М9×1 мм), которые вворачиваются в отверстия в теле шатуна. Чтобы при сборке не перепутать крышки, на них, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки).
В верхнюю головку шатуна запрессована втулка из антифрикционного материала.
Поршневой палец – стальной, трубчатого сечения, «плавающего» типа (имеет возможность поворачиваться в бобышках поршня и в головке шатуна).
От продольного перемещения палец зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршня.
Маркировка класса диаметра на днище поршня
Поршень – из алюминиевого сплава. Юбка поршня выполнена укороченной, в сравнении с юбкой поршня двигателя ВАЗ‑21114. Для предотвращения возникновения задиров поршней при холодном пуске двигателя на юбку поршня (при его изготовлении) наносят графитовое покрытие.
Отверстие под поршневой палец смещено на 0,5 мм от диаметральной плоскости поршня, поэтому при установке поршня необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на его днище: она должна быть направлена в сторону шкива привода генератора.
Поршни по наружному диаметру, как и цилиндры, подразделяются на три класса (маркировка – на днище). Диаметр поршня (номинального размера): А – 81,965–81,975; В – 81,975– 81,985; С – 81,985–81,995 мм.
В верхней части поршня выполнены три канавки, в которые установлены поршневые кольца. Два верхних поршневых кольца – компрессионные. Они препятствуют прорыву газов из цилиндра в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Первое (от днища поршня) компрессионное кольцо имеет бочкообразную наружную поверхность, а второе компрессионное кольцо – трапециевидную (угол наклона образующей составляет несколько минут). Поэтому второе компрессионное кольцо выполняет также функции маслосъемного.
В нижнюю канавку поршня установлено маслосъемное кольцо с разжимной витой пружиной (расширителем). Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла со стенок цилиндра при движении поршня.
Головка блока цилиндров в сборе с клапанами
Головка блока цилиндров – из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Головка центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой блока цилиндров устанавливается металлическая двухслойная прокладка с пружинящими выштамповками, обеспечивающими уплотнение каналов. Повышение надежности газового стыка головки с блоком цилиндров позволило применить винты крепления головки уменьшенного диаметра с резьбой М10×1,25 мм (в отличие от винтов с резьбой М12×1,25 мм крепления головки блока цилиндров двигателей ВАЗ‑2108, -21114).
В верхней части головки блока цилиндров расположены пять опор распределительного вала. Опоры выполнены разъемными, а отверстия в них обрабатываются в сборе с двумя корпусами подшипников вала. Поэтому заменять корпуса подшипников распределительного вала следует в сборе с головкой блока цилиндров.
Распределительный вал
Распределительный вал – литой из чугуна, приводится во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. Клапаны в головке блока цилиндров расположены в ряд, наклонно к плоскости, проходящей через оси цилиндров. Клапаны стальные, выпускные – с тарелкой из жаропрочной стали и наплавленной фаской. Диаметр тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Седла и направляющие втулки клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Сверху на направляющие втулки клапанов надеты маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины. Клапан закрывается под действием двух соосных пружин с противоположной навивкой. Нижними концами пружины опираются на шайбу, а верхними – на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные вместе сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а на их внутренней поверхности выполнены упорные буртики, входящие в проточки на стержне клапана. Клапаны приводятся в действие от кулачков распределительного вала через цилиндрические толкатели – стаканчики, которые перемещаются в отверстиях головки блока цилиндров и опираются на торцы стержней клапанов. Тепловые зазоры в приводе клапанов регулируются подбором толщины специальной регулировочной шайбы, устанавливаемой в гнездо толкателя. В запасные части поставляются шайбы толщиной от 3, 00 до 4,50 мм с шагом 0,05 мм. Для повышения износостойкости толкателя, он поворачивается в отверстии головки блока цилиндров за счет смещения оси кулачка распределительного вала относительно оси толкателя на 1 мм.
Масляный насос:
1 – корпус;
2 – крышка;
3 – пробка;
4 – уплотнительная шайба;
5 – пружина;
6 – поршень редукционного клапана;
7 – ведущая шестерня;
8 – ведомая шестерня
Смазка двигателя – комбинированная. Под давлением масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, парам «опора – шейка распределительного вала». Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее к поршневым кольцам и пальцам), на днища поршней, к парам «кулачок распределительного вала – толкатель » и стержням клапанов.
Давление в системе смазки создает масляный насос с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном. Крышка насоса прикреплена к правому торцу блока цилиндров двигателя. Ведущая шестерня насоса установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Насос через маслоприемник забирает масло из поддона картера и через масляный фильтр подает его в главную масляную магистраль блока цилиндров. Масляный фильтр – полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренажным клапанами.
От главной масляной магистрали через каналы в блоке цилиндров масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала. От коренных подшипников к шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала.
От главной масляной магистрали отходит вертикальный канал в блоке цилиндров для подвода масла к подшипникам распределительного вала в головке блока цилиндров. Излишки масла сливаются из головки блока цилиндров через специальные дренажные каналы в поддон картера.
Система вентиляции картера – закрытая, принудительного типа. Под действием разрежения во впускном тракте работающего двигателя газы из картера по шлангу попадают в крышку головки блока цилиндров. Пройдя через маслоотделитель, расположенный в крышке головки блока, картерные газы очищаются от частиц масла и далее попадают во впускной тракт двигателя по шлангам двух контуров: основного и контура холостого хода. Через шланг основного контура картерные газы отводятся на режимах частичных и полных нагрузок работы двигателя в пространство перед дроссельной заслонкой. Через шланг контура холостого хода картерные газы отводятся в пространство за дроссельной заслонкой, как на режимах частичных и полных нагрузок, так и на режиме холостого хода.
Системы управления двигателем, питания, охлаждения и выпуска отработавших газов описаны в соответствующих главах.
