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