Пристрій двигуна автомобіля

На автомобілях встановлені чотирициліндрові чотиритактні карбюраторні двигуни різного об'єму циліндрів з рядним розташуванням циліндрів і з розподільним валом, розміщеним на головці циліндрів. Двигун спеціально спроектований для поперечного розташування на передньопривідному автомобілі. Тому його компонування та основні розміри обрані такими, щоб він разом із коробкою передач міг розміститися поперек між бризковиками передніх коліс.

Три уніфікованих двигуни робочим об'ємом 1100, 1300 і 1500 см³ утворюються поєднанням трьох циліндрів блоків, що розрізняються по висоті і діаметру, двох головок циліндрів з різними по діаметру впускними каналами, а також двох поршнів, що відрізняються по діаметру (76 та 82), і двох колінчастих валів з радіусами кривошипів, що відповідають ходам поршня 60,6 та 71 мм.

У зборі з коробкою передач та зчепленням двигун утворює єдиний жорсткий вузол – силовий агрегат. Він встановлений на автомобілі на трьох еластичних опорах. Вони сприймають як масу силового агрегату, так і навантаження, що виникають при торканні автомобіля з місця, розгоні та гальмуванні. З іншого боку, еластичні опори захищають силовий агрегат від різких ударів при русі автомобіля по нерівностях дороги.

На автомобілі прийнята триточкова схема кріплення силового агрегату, що складається з передньої, задньої та лівої опор. Передня та ліва опори мають однаковий пристрій і складаються із зовнішньої сталевої обойми та внутрішньої алюмінієвої втулки, між якими знаходиться привулканізована до них гума.


Задня опора кріпиться болтами знизу до днища кузова. Вона складається із зовнішньої сталевої арматури та внутрішньої алюмінієвої втулки також розділених гумою. Кронштейн задньої підвіски - сталевий, кований, кріпиться на коробці передач болтами, що з'єднують картер зчеплення з картером коробки.

Блок циліндрів

Всі циліндри двигуна об'єднані разом із верхньою частиною картера в один загальний вузол - блок циліндрів, відлитий із спеціального високоміцного чавуну. При такому компонуванні забезпечується міцність конструкції, жорсткість, компактність та зменшується маса двигуна. Протоки для охолодної рідини зроблені по всій висоті блоку циліндрів, що покращує охолодження поршнів і поршневих кілець і зменшує деформацію блоку циліндрів від нерівномірного нагрівання.

Циліндри блоку діаметром поділяються на п'ять класів через 0,01 мм. позначаються літерами А, В, С, D, Е:

Клас	Діаметр циліндра двигунів 21081, 2108, мм	Діаметр циліндра двигуна 21083, мм
А	76,000-76,010	82,000-82,010
У	76,010-76,020	82,010-82,020
З	76,020-76.030	82,020-82,030
D	76,030-76,040	82,030-82,040
Е	76,040-76,050	82,040-82,050

Клас циліндра вказаний нижній площині блоку проти кожного циліндра. Циліндр і поршень, що сполучається з ним, повинні бути одного класу. При ремонті циліндри можуть бути розточені та відхонінговані під збільшений діаметр поршнів на 0,4 та 0,8 мм.

У нижній частині блоку циліндрів розташовані п'ять опор корінних підшипників колінчастого валу з тонкостінними сталеалюмінієвими вкладишами Верхні та нижні вкладиші середнього (3-го) корінного підшипника без канавки на внутрішній поверхні. У решти опор верхні вкладиші з канавкою на внутрішній поверхні, а нижні - без канавки. До 1988 р. нижні вкладки цих підшипників теж були з канавками.


Підшипники мають знімні кришки 2, які кріпляться до блоку циліндрів болтами, що самоконтрятся. Отвори під підшипники колінчастого валу в блоці циліндрів обробляються в зборі з кришками, що забезпечує високу точність, правильну геометричну форму отворів та їх співвісність. Тому кришки підшипників незамінні і для відмінності мають на зовнішній поверхні ризики (див. рис. 6).


Відкрити велику картинку в новій вкладці »

---

У середній опорі є гнізда для встановлення упорних напівкілець 12 (див рис. 6). утримують колінчастий вал від осьових переміщень. З заднього боку від середньої опори ставиться металокерамічне півкільце (жовтого кольору), А з переднього боку - сталеалюмінієве.


Величина осьового зазору колінчастого валу має бути 0,06-0,026 мм. Якщо зазор перевищує максимально допустимий (0,35 мм), необхідно замінити півкільця ремонтними, збільшеними на 0,127 мм. Слід мати на увазі, що канавки, що знаходяться на одній стороні напівкілець, повинні бути звернені до наполегливих поверхонь колінчастого валу.

Знизу блок циліндрів закривається сталевим штампованим картером 37. Картер має перегородку для заспокоєння олії. Між масляними картером та блоком циліндрів встановлена прокладка з пробкогумової суміші.

До заднього торця блоку циліндрів кріпиться картер зчеплення. Точне розташування картера щодо блоку циліндрів та співвісність колінчастого вала і первинного валу коробки передач забезпечується двома центруючими втулками, запресованими в блок циліндрів.

Головка циліндрів

Головка циліндрів 27 загальна для чотирьох циліндрів. відлита з алюмінієвого сплаву, має камери згоряння клиноподібної форми. У головку запресовані напрямні втулки клапанів та сідла, виготовлені з чавуну. Сідла, попередньо охолоджені рідкому азоті, вставлені в гнізда нагрітої головки циліндрів. Завдяки цьому забезпечується надійна та міцна посадка сідел у голівці.

Між головкою та блоком циліндрів встановлена спеціальна безсадкова прокладка на металевому каркасі. Головка центрується на блоці циліндрів двома втулками та кріпиться до нього десятьма болтами.


Відкрити велику картинку в новій вкладці »

---

Для рівномірного обтиснення всієї поверхні прокладки головки блоку, для забезпечення надійного ущільнення та виключення в подальшому підтяжки болтів при технічному обслуговуванні автомобіля болти кріплення головки циліндрів затягуються рівномірно без ривків у чотири прийоми та у строго визначеній послідовності (див. рис. 7):

• 1 прийом - затягують болти моментом 2 кг см;
• 2 прийом - болти затягують моментом 7,08-8,74 кг•см,
• 3 прийом - довертають болти на 90°;
• 4 прийом - знову довертають болти на 90°.

У верхній частині головки циліндрів розташовані п'ять опор під шийки розподільчого валу 17. Опори виконані роз'ємними. Верхня половина знаходиться в корпусах підшипників 16 та 21 (передньому та задньому), а нижня - у голівці циліндрів. Установки втулки корпусів підшипників розподільного валу розміщені біля шпильок кріплення корпусів. Отвори в опорах обробляються в зборі з корпусами підшипників, тому вони незамінні, і головку циліндрів можна замінювати тільки в зборі з корпусами підшипників.

На поверхні головки циліндрів, що сполучаються з корпусами підшипників, у зоні крайніх опор розподільного валу наносять герметик типу КЛТ-75ТМ. Встановлюють корпуси підшипників і затягують гайки їхнього кріплення в два прийоми.

• 1-й прийом - попередньо затягують гайки в послідовності, вказаній на аркуші 7, до прилягання поверхонь корпусів підшипників до головки циліндрів, стежачи за тим, щоб втулки установок вільно увійшли у свої гнізда;
• 2-й прийом - остаточно затягують гайки моментом 2,2 кг/см у тій самій послідовності.

Фази газорозподілу За один робочий цикл у циліндрі двигуна відбувається чотири такти - впуск горючої суміші, стиск, робочий хід і випуск газів, що відпрацювали. Ці такти здійснюються два обороти колінчастого валу, тобто. кожен такт відбувається за півоберта (180°) колінчастого валу.

Впускний клапан починає відкриватися випередженням, тобто. до підходу поршня до верхньої мертвої точки (ВМТ) на відстань, що відповідає 33* повороту колінчастого валу до ВМТ. Це необхідно для того, щоб клапан був повністю відкритим, коли поршень піде вниз, і через повністю відкритий впускний отвір надійшов якомога більше свіжої горючої суміші.

Впускний клапан закривається із запізненням, тобто. після проходження поршнями нижньої мертвої точки (НМТ) на відстані, що відповідає 79' повороту колінчастого валу після НМТ Внаслідок інерційного напору струменя всмоктується горючої суміші вона продовжує надходити в циліндр, коли поршень вже почав рух вгору, і тим самим забезпечується краще наповнення циліндра. Таким чином, впуск практично відбувається за час повороту колінчастого валу на 292°.

Випускний клапан починає відкриватися ще до закінчення робочого ходу, до підходу поршня до НМТ на відстань, відповідне 47°повороту колінчастого валу до НМТ. У цей момент тиск у циліндрі ще досить великий, і гази починають інтенсивно витікати з циліндра, внаслідок чого їх тиск та температура швидко падають. Це значно зменшує роботу двигуна під час випуску та оберігає двигун від перегріву.

Випуск продовжується і після проходження поршнем ВМТ. тобто. коли колінчастий вал повернеться на 17°після ВМТ. Отже, тривалість випуску становить 244°.

З діаграми фаз видно, що є такий момент (50°повороту колінчастого валу біля ВМТ), коли відкриті одночасно обидва клапани - впускний та випускний. Таке становище називається перекриттям клапанів. Через малий проміжок часу перекриття клапанів не призводить до проникнення відпрацьованих газів у впускний трубопровід, а навпаки, інерція потоку відпрацьованих газів викликає підсмоктування горючої суміші в циліндр і тим самим покращує його наповнення.

Описані фази газорозподілу мають місце при зазорі між кулачком розподільного валу і штовхачем клапана на холодному двигуні.

Щоб забезпечити узгодження моментів відкриття та закриття клапанів з кутами повороту колінчастого валу (тобто забезпечити правильне встановлення фаз газорозподілу), на деталях двигуна є мітки (див. рис. 7) 7 - на задній кришці зубчастого ременя; 8 - на шківі розподільчого валу; 10 і 11 - на передній кришці зубчастого ременя; 12 - на шківі приводу генератора; 13 - на кришці масляного насоса; 14 - на зубчастому шківі колінчастого валу.

Якщо фази газорозподілу встановлені правильно, то при положенні поршня першого циліндра у ВМТ в кінці такту стиснення мітка 7 на задній кришці зубчастого ременя повинна збігатися з міткою 8 на шківі розподільного валу, а мітка 14 на зубчастому шківі 3 колінчастого вала - з міткою насос.

Коли порожнину приводу розподільного валу закрита передньою кришкою, то положення колінчастого валу можна визначити за мітками на шківі приводу генератора і передній кришці зубчастого ременя При положенні поршня четвертого циліндра ВМТ мітка 12 на шківі повинна збігатися з міткою 11 на кришці приводу. Крім того, можна користуватися міткою 20 (див. рис. 6) на маховику та шкалою 19 у люку картера зчеплення. Один розподіл шкали відповідає повороту колінчастого валу на 1°. При збігу міток регулюються натяг ременя та зазори А в клапанному механізмі.

Порядок роботи двигуна Для плавної роботи багатоциліндрового двигуна та зменшення нерівномірних навантажень на колінчастий вал робочі процеси у різних циліндрах повинні відбуватися у певній послідовності (порядку). Порядок роботи циліндрів двигуна залежить від розташування шийок колінчастого валу та кулачків розподільчого валу і у двигунів сімейства 2108 становить 1-3-4-2.

Послідовність чергування тактів у циліндрах двигуна за два повні оберти зручно простежити за таблицею:

Напівобороти колінчастого валу (град.)	Циліндри
	1	2	3	4
1-й (180°)	роб.хід	випуск	стиск	впуск
2-й (360°)	випуск	впуск	роб.хід	стиск
3-й (540°)	впуск	стиск	випуск	роб.хід
4-й (720°)	стиск	роб.хід	впуск	випуск

Коли в першому циліндрі поршень рухається вниз в діапазоні від 0 до 180 повороту, відбувається згоряння і розширення газів. Під час розширення гази роблять корисну роботу, тож цей такт називають робочим ходом. Третій циліндр відстає від першого на 180°. і в ньому поршень рухається нагору, здійснюючи стиск робочої суміші. У четвертому циліндрі, що відстає від першого на 360°, а від третього на 180°, поршень рухається вниз, і відбувається впуск горючої суміші. І, нарешті, у другому циліндрі, що відстає по циклу робочого процесу на 540°від першого циліндра, в цей час поршень рухається вгору, і відбувається випуск газів, що відпрацювали. Аналогічно в діапазоні від 180°до 360°повороту першої шатунної шийки робочий хід відбувається в третьому циліндрі, стиснення - в четвертому, впуск - у другому та випуск у першому і т.д.