 | Двигатель (продольный разрез). 1. Коленчатый вал. 2. Крышка первого коренного подшипника; 3. Держатепь переднего сальника коленчатого вала; 4. Нижняя защитная крышка зубчатого ремня; 5. Зубчатый шкив коленчатого вала; 6. Шкив коленчатого вала; 7. Шпонка шкивов коленчатого вала; 8. Храповик; 9. Крышка привода распределительного вала; 10. Средняя защитная крышка зубчатого ремня; 11. Ремень привода вентилятора, насоса охлаждающей жидкости и генератора; 12. Шкив генератора; 13. Валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 14. Шкив привода масляного насоса и распределителя зажигания; 15. Вентилятор системы охлаждения двигателя; 16. Блок цилиндров; 17. Натяжной ролик зубчатого ремня; 18. Зубчатый ремень привода распределительного вала; 19. Головка цилиндров; 20. Шкив распределительного вала; 21. Верхняя защитная крышка зубчатого ремня; 22. Держатель сальника распределительного вала; 23. Установочный выступ на корпусе подшипников распределительного вала; 24. Выпускной клапан; 25. Впускной клапан; 26. Корпус подшипников распределительного вала; 27. Распределительный вал; 28. Рычаг привода клапана; 29. Маслоналивная горловина крышки головки цилиндров; 30. Прокладка крышки головки цилиндров; 31. Крышка головки цилиндров; 32. Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 33. Свеча зажигания; 34. Палец поршня; 35. Маховик с зубчатым ободом в сборе; 36. Держатель заднего сальника коленчатого вала; 37. Упорное полукольцо коленчатого вала; 38. Передняя опора двигателя; 39. Задняя опора двигателя; 40. Передняя крышка картера сцепления; 41. Масляный картер; 42. Кронштейн передней опоры; 43. Пружина передней опоры; 44. Буфер подушки передней опоры; 45. Резиновая подушка передней опоры; 46. Поршень; 47. Указатель уровня масла; 48. Шатун с крышкой в сборе; 49. Пpoбкa сливного отверстия масляного картера; 50. Втулки валика привода масляного насоса и распределителя зажигания;
|
На автомобилях установлен четырехцилиндровый, четырехтактным карбюраторный двигатель модели 2105 с ременным приводом распределительного вала. На части автомобилей может быть установлен двигатель 21011 с цепным приводом распределительного вала. Здесь описывается двигатель 2105. Компоновка двигателя отличается простотой и удобством обслуживания. Все узлы, требующие регулировки и ухода (распределитель заживания, свечи, карбюратор, воздушный фильтр, и т.д.) установлены в легкодоступных местах.
Цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера и представляют собой единую отливку блок цилиндров. При такой компоновке обеспечивается прочность конструкции. жесткость, компактность, надежность и уменьшается масса двигателя. В нижней части блока цилиндров на пяти опорах установлен коленчатый вал. Передний и задний концы коленчатого вала уплотняются самоподжимными резиновыми сальниками. Поршни 46 имеют по два компрессионных кольца и одно маслосъемное с разжимной пружиной.
Соединен поршень с шатуном поршневым пальцем, запрессованным в верхнюю головку шатуна. На каждый цилиндр двигателя приходится по одному впускному и одному выпускному клапану, которые приводятся в действие распределительным валом 27, установленным на головке цилиндров в алюминиевом корпусе подшипников 26. Верхнее расположение распределительного вала позволяет уменьшить массу возвратно-поступательно движущихся деталей и тем самым обеспечить высокую надежность работы механизма газораспределения при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатого ремня 18. Клапаны приводятся в действие специальными рычагами 28. Двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач образует силовой агрегат и устанавливается на автомобиле на трех эластичных опорах. Опоры воспринимают как массу силового агрегата, так и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.
Конструкция подвески силового агрегата обеспечивает минимальные колебания двигателя и устраняет передачу его вибраций на кузов. Двумя передними опорами 38 двигатель крепится к поперечине передней подвески автомобиля, а задней 39 - к поперечине задней подвески двигателя. Передние опоры имеют резиновые подушки 45, в которых завулканнзированы стальные шайбы с болтами крепления. Для увеличения жесткости в отверстии внутри подушек находятся пружины, а для ограничения ходов применены буфера 44, которые представляют собой резиновый стержень с завулканизированной стальной втулкой.
Подушки передней опоры крепятся к промежуточным пластинам, а те, в свою очередь, к кронштейнам 42 передней опоры двигателя. Кронштейны закрепляются на фланце блока цилиндров четырьмя шпильками Для предохранения правой подушки от горячей приемной трубы глушителей под нее устанавливается защитный кожух. Задняя опора 39 состоит из трех спальных пластин, привулканизированных к разделяющей их резине. Верхняя пластина крепится к задней крышке коробки передач, а нижние к поперечине задней подвески двигателя. Чтобы не помялись полки поперечины при затягивании болтов крепления опоры, между полками устанавливаются дистанционные втулки.
Блок цилиндров 16 является базовой деталью двигателя и служит для установки и крепления механизмов, аппаратов и вспомогательных агрегатов двигателя. Блок отлит из специального низколегированного чугуна. Для повышения жесткости нижняя плоскость опущена на 50 мм ниже оси коленчатого вала.
Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С, D и Е. Диаметры цилиндров, соответствующие этим классам следующие, мм:
| Класс | Диаметр цилиндра | | А | 79.000-79.010 | | B | 79.010-79.020 | | C | 79.020-79.030 | | D | 79,030-79.040 | | E | 79,040-79,050 |
Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны иметь одинаковый класс. При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней (на 0,4, 0,8 мм) с учетом обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,05-0.07 мм. Для проведения ремонта кривошипно-шатунного механизма выпускаются детали ремонтных размеров: поршни и поршневые кольца, увеличенные по диаметру на 0.4 и 0,8 мм, вкладыши коренных и шатунных подшипников для шеек коленчатого вала, уменьшенных по диаметру на 0,25; 0,5; 0,75 и 1,00 мм. В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминевыми вкладышами. Подшипники имеют съемные крышки 2. которые крепятся к блоку самоконтрящимися болтами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы и для различия на их наружной поверхности сделаны риски. Для крышек первых четырех подшипников число рисок соответствует номеру крышки. На пятой крышке нанесены две риски с большим промежутком между ними. Опоры подшипников и соответствующие им крышки отсчитываются от переднего торца блока цилиндров. По обе стороны заднего коренного подшипника проточены гнезда для установки упорных полуколец 37, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещении. С передней стороны подшипника ставится сталеалюминевое полукольцо, а с задней металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом. Следует иметь в виду, что канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала. 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. В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, отделенная от картера двигателя тремя сальниками. Полость закрыта тремя пластмассовыми крышками 4, 10 и 21. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 36 заднего сальника. С левой стороны к блоку цилиндров прикреплены масляный фильтр топливный насос, установлены система вентипяции картера и датчик давления масла. С правой стороны на блок цилиндров установлены насос охлаждающей жидкости и генератор. На верхней плоскости блока в передней левой ее части устанавливается распределитель зажигания Снизу блок цилиндров закрыт стальным штампованным картером 41. Картер имеет перегородку для успокоения масла. Между картером и блоком цилиндров установлена прокладка из пробко-резиновой смеси. Для слива масла из картера предусмотрена пробка 49. В пробке установлен постоянный магнит, который притягивает к себе мелкие стальные частицы, попавшие в масло при работе двигателя. Головка цилиндров 19 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава, причем над каждым цилиндром сделаны камеры сгорания клиновидной формы. В каждой камере имеется резьбовое отверстие для свечи зажигания. С левой стороны в передней и задней части головки цилиндров выполнены каналы для стока масла в масляный картер. В головку запрессованы седла клапанов, изготовленные из специального чугуна, чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии ударных нагрузок. Размеры седла впускного клапана больше размеров седла выпускного клапана. Рабочие фаски седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров, чтобы обеспечить точную соосность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов. Направляющие втулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовывается в головку цилиндров с натягом. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов - на всей длине отверстия. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитан- ная графитом. По краям отверстий под цилиндры прокладка имеет окантовку из мягкой стали. Отверстие канала подачи масла к распределительному валу окантовано медной лентой. Чтобы прокладка не прилипала к блоку и головке цилиндров, перед сборкой ее рекомендуется натереть графитом. Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Для равномерного и плотного прилегания головки к блоку цилиндров и исключения коробления болты необходимо затягивать на холодном двигателе в два приема с помощью динамометрического ключа и в строго определенной последовательности (от центра к периферии налево и направо поочередно). В первый прием затяжка осуществляется предварительно момент затяжки приблизительно 39,2 Нм (4 кгсм). Во второй прием производится окончательная затяжка моментом 112.7 Им (11,5 кгсм). Болты крепления головки цилиндров следует подтягивать после пробега первых 2000-3000 км, а в дальнейшем после снятия головки цилиндров или при появлении признаков прорыва газов или пропуска охлаждающей жидкости между блоком и головкой цилиндров. Сверху головка цилиндров закрыта крышкой 31. Крышка отлита из алюминия. В верхней части крышки имеется горловина для заливки в двигатель масла. Для устранения течи масла между головкой цилиндров и крышкой установлена прокладка. Крышка крепится к головке цилиндров с помощью шпилек и гаек.
| Двигатель (поперечный разрез). 1. Крышка шатуна; 2. Вкладыш шатуна; 3. Шатун; 4. Стартер; 5. Теплоизолирующий щиток стартера; 6. Выпускной коллектор; 7. Впускная труба; 8. Дренажная трубка впускной трубы; 9. Штуцер трубки для отвода охлаждающей жидкости; 10. Наружная пружина клапана; 11. Внутренняя пружина клапана; 12. Сухарь клапана; 13. Тарелка пружин; 14. Маслоотражательный колпачок; 15. Рычаг привода клапана; 16. Пружина рычага привода клапана; 17. Регулировочный болт клапана; 18. Контргайка регулировочного болта; 19. Распределитель зажигания; 20. Стопорная пластина пружины рычага клапана; 21. Втулка регулировочного болта; 22. Направляющая втулка клапана; 23. Седло клапана; 24. Поршень; 25. Эксцентрик для привода топливного насоса; 26. Валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 27. Шестерня привода масляного наcoca и распределителя зажигания; 28. Топливный насос; 29. Масляный фильтр; 30. Штуцер крепления переходника масляного фильтра; 31. Переходник масляного фильтра; 32. Прокладка; 33. Валик масляного насоса; 34. Ось ведомой шетерни масляного насоса; 35. Корпус масляного насоса; 36. Ведущая шестерня масляного насоса; 37. Пружина редукционного клапана; 38. Редукционный клапан масляного насоса; 39. Крышка масляного насоса; 40. Ведомая шестерня масляного насоса; 41. Приемный патрубок масляного насоса; 42. Установочная метка на шкиве распределительного вала; 43. Установочный выступ на корпусе подшипников распределительного вала; 44. Шкив распределительного валы; 45. Натяжной ролик; 46. Кронштейн натяжного ролика; 47. Натяжная пружина; 48. Зубчатый ремень привода распределительного вала; 49. Шкив привода масляного насоса и распределителя зажигания; 50. Установочные метки на крышке распределительного вала; 51. Зубчатый шкив коленчатого вала; 52. Установочная метка на зубчатом шкиве; 53. Метка в.т.м. на шкиве коленчатого вала; 54. Метка опережения зажигания на 0; 55. Метка опережения зажигания на 5; 56. Метка опережения зажигания на 10; 57. Маслосъемное кольцо; 58. Нижнее компрессионное кольцо; 59. Верхнее компрессионное кольцо;
|
Регулирование процессов впуска топливной смеси в цилиндры и выпуска из них отработавших газов в соответствии с принятым для двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения, осуществляется газораспрелелительным механизмом, который приводится в действие от ведущего шкива 51 коленчатого вала зубчатым ремнем 48. Этим же ремнем через шкив 49 приводится в действие масляный насос, распределитель зажигания и топливный насос.
Ременная передача работает в сухой среде без смазки. Особенностью привода является применение ременной передачи с зубчатым ремнем. Ремень изготовлен из резины и для обеспечения высокой прочности армирован шнуром из стекловолокна, навитым по спирали. Зубья ремня имеют трапециевидную форму и для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью. Резина, шнур и тканевая оболочка зубьев завулканизирована в единый прочный элемент, способный выдерживать нагрузку на разрыв до 10000 Н (1000 кгс).
Натяжение ремня регулируется с помощью натяжного ролика 45, закрепленного на кронштейне 46. Степень натяжения ремня устанавливается пружиной 47 на неработающем двигателе при ослабленных болтах крепления кронштейна натяжного ролика. Снаружи ременная передача закрыта тремя пластмассовыми защитными крышками. В левой передней части блока цилиндров установлен валик 26 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса. Валик установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик 25, который через толкатель приводит в действие топливный насос. В отверстия под подшипники валика запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки 50. С 1984 г. задняя втулка изготавливается из металлокерамики.
Совместной обработкой втулок в блоке обеспечивается необходимая соосность подшипников. Для прохода масла передняя втулка имеет отверстие, располагаемое против канала для смазки а блоке цилиндров. При проверке технического состояния блока и ремонта необходимо следить за совпадением смазочного отверстия в передней втулке с каналом в блоке цилиндров. Валик отлит из чугуна, поверхность эксцентрика закалена токами высокой частоты на глубину 2+0,5 мм. По оси валика имеется отверстие для подвода масла от его передней опоры к задней.
Зазоры между втулками и опорными шейками валика привода масляного насоса и распределителя зажигания должны соответствовать для передней опоры 0,046-0,091 мм, для задней 0,040- 0,080 мм, предельно допустимый зазор для обеих опор 0.15 мм. Винтовая шестерня валика 26 находится в зацеплении с шестерней 27, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляный насос. Шестерня 27 установлена вертикально и 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.
Корпус распределителя зажигания установлен на верхней плоскости блока цилиндров и крепится к нему стальной пластиной. Масляный насос крепится болтами к нижней плоскости блока цилиндров.
Работа двигателя. За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта: впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за пол-оборота коленчатого вала. Впускной клапан начинает открываться с опережением. т.е. до подхода поршня к верхней мертвой точке (в. м. т.) на расстояние, соответствующее 12 град. поворота коленчатого вала до в. м. т. Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз, и через полностью открытое впускное отверстие поступило по возможности больше свежей горючей смеси.
Впускной клапан закрывается с запаздыванием, т.е. после прохождения поршнем нижней мертвой точки (н. м. т.) на расстоянии, соответствующем 40 град. поворота коленчатого вала после н. м. т. 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.
Таким образом, впуск практически происходит за время поворота коленчатого вала на 232 град. Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к н. м. т. на расстояние, соответствующее 42 град. поворота коленчатого вала до н. м. т. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра, в результате чего их давление и температура быстро падают. Это значительно уменьшает работу двигателя во время выпуска и предохраняет двигатель от перегрева.
Выпуск продолжается и после прохождения поршнем в. м. т., т.е. когда коленчатый вал повернется на 10 град. после в. м. т. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 232 град. Существует такой момент (22 град. поворота коленчатого вала около в. м. т.), 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 тем самым улучшает его наполнение.
Описанные фазы газораспределения имеют место при зазоре 0,30 мм между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана на холодном двигателе. Что- бы 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 52 и 42, а также 50 на крышке привода распределительного вала и 43 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала.
Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в в. м. т. в конце такта сжатия метка 43 на корпусе подшипников распределительного вала должна совпадать с меткой 42 на звездочке распределительного вала, а метка 52 на звездочке коленчатого вала с вертикальной меткой 50 на крышке привода распределительного вала. Когда полость привода распределительного вала закрыта защитными крышками, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и средней защитной крышке привода распределительного вала. При положении поршня четвертого цилиндра в в. м. т. метка 53 на шкиве должна совпадать с меткой 54 на средней защитной крышке привода распределительного вала.
Для обеспечения нормальной работы двигателя зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм на холодном двигателе. Эти зазоры необходимы для того, чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе. Отклонение величины зазоров у различных клапанов на одном двигателе не должно превышать 0,02-0,03 мм. Если зазоры отличаются от указанной величины, то фазы газораспределения искажаются: при увеличенном зазоре клапаны открываются с запаздыванием и закрываются с опережением, а при недостаточном зазоре открываются с опережением и закрываются с запаздыванием. Если зазора нет, то клапаны остаются немного приоткрытыми постоянно, что резко сокращает долговечность клапанов и седел.
Зазоры между кулачками и рычагами привода клапанов устанавливаются следующим образом: повернув коленчатый вал по часовой стрелке до совпадения метки 42 на шкиве распределительного вала с меткой 43 на корпусе подшипников, что соответствует концу такта сжатия в четвертом цилиндре, устанавливают зазор у выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок). Затем, последовательно поворачивая коленчатый вал на 180 град. устанавливают зазоры у клапанов остальных цилиндров . Для установки требуемого зазора следует: держа гаечным ключом регулировочный болт 17 рычага, другим ключом ослабить контргайку болта, вставить между рычагом и кулачком распределительного вала щуп толщиной 0.15 мм и гаечным ключом завертывать или отвертывать регулировочный болт 17 с последующим затягиванием контргайки, пока при затянутой контргайке щуп не будет входить с легким защемлением.
|