Описание конструкции двигателя ВАЗ-21116 для Lada Granta

Примечание:

Ниже приведено описание конструкции двигателя ВАЗ 21116 Лада Гранта для понимания взаимного расположения и функциональности механизмов и элементов соответствующего агрегата.

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).

Внутренние элементы двигателя 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 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

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 ВАЗ-21116 (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.

Двигатель ВАЗ-21116 (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.

Сзади двигателя размещены: 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.

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.

Спереди размещены: свечи зажигания, катушка зажигания, генератор, указатель уровня масла, датчик детонации, стартер (закреплен на картере сцепления).

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.

Блок 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.

Блок цилиндров двигателя ВАЗ-21116

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.

Маркировка класса диаметра цилиндра на нижней плоскости блока цилиндров

Максимально допустимый износ цилиндра – 0,15 мм на диаметр. При ремонте диаметр цилиндра может быть увеличен расточкой и хонингованием под поршни увеличенного диаметра.

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.

Упорные полукольца коленчатого вала:

1 – переднее;

2 – заднее.

Спереди (со стороны шкива привода генератора) устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади – металлокерамическое.

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.

Расположение форсунок охлаждения поршней

Вкладыши коренных и шатунных подшипников

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.

Комплект шатунных вкладышей

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.

Коленчатый вал

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

Шатунно-поршневая группа (ШПГ) двигателя облегченная (масса 723 г) в сравнении с ШПГ (масса 1170 г) двигателя ВАЗ‑21114 автомобилей семейства «Самара».

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.

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.

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.

Поверхность разлома крышки 1 и шатуна 2 при изготовлении

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.

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.

Поршень двигателя ВАЗ-21116

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.

Маркировка класса диаметра на днище поршня

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

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).

Головка блока цилиндров

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.

Клапаны

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.

Впускной и выпускной клапаны

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.

Регулировочная шайба тепловых зазоров клапанов

Для повышения износостойкости толкателя, он поворачивается в отверстии головки блока цилиндров за счет смещения оси кулачка распределительного вала относительно оси толкателя на 1 мм.

Распределительный вал

Распределительный вал – литой из чугуна, приводится во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала.

Распределительный вал двигателя ВАЗ-21116

Система смазки

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.

Масляный насос:

1 – корпус;

2 – крышка;

3 – пробка;

4 – уплотнительная шайба;

5 – пружина;

6 – поршень редукционного клапана;

7 – ведущая шестерня;

8 – ведомая шестерня.

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.

Источник: carpedia.club