4. Двигатель
Двигатель ВАЗ-2111
Бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный с поперечным расположением, восьмиклапанный, с верхним расположением распределительного вала. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2, отсчет – от шкива коленчатого вала. Система питания – распределенный впрыск. Управление двигателем – контроллер (Bosch, "Январь" или GM). Большинство двигателей оснащается нейтрализатором отработавших газов. Часть двигателей для выполнения требований по максимальной мощности (58,3 кВт по DIN) комплектуются ресивером с укороченными каналами и распределительным валом 2110. На части двигателей установлена система фазированного впрыска. В этом случае на распределительном вале имеется штифт для датчика фазы (индекс распредвала – 2111).
Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат – единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая опора крепится к кронштейну двигателя, а левая и задняя – к кронштейнам картера коробки передач. Правая и левая опоры аналогичны по конструкции.
Справа на двигателе (по ходу автомобиля) расположены: приводы распределительного вала и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем) и генератора (поликлиновым ремнем). Слева расположены: термостат, датчики температуры охлаждающей жидкости, стартер (на картере сцепления). Спереди: свечи и провода высокого напряжения, датчик детонации, масляный щуп, шланг вентиляции картера, генератор (внизу справа). Сзади: ресивер, топливная рампа, форсунки, впускной и выпускной коллекторы, масляный фильтр, датчик давления масла.
Блок цилиндров отлит из чугуна и не отличается от блока двигателей 21083 и 2110. Цилиндры расточены непосредственно в блоке. Номинальный диаметр – 82 мм, при ремонте он может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм. Класс цилиндра маркируется латинскими буквами на нижней плоскости блока в соответствии с диаметром цилиндра в мм: А – 82,00-82,01, В – 82,01-82,02, С – 82,02-82,03, D – 82,03-82,04, Е – 82,04-82,05. Максимально допустимый износ цилиндра – 0,15 мм на диаметр.
В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Отверстия под подшипники обрабатываются в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы и для отличия маркированы рисками на наружной поверхности (см. рис. в разделе Разборка и сборка двигателя). В средней опоре имеются гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Сталеалюминиевое полукольцо (белого цвета) должно быть обращено к шкиву коленчатого вала, а металлокерамическое (желтое) – к маховику. При этом канавки на них должны быть обращены к поверхностям коленчатого вала. Кольца поставляются номинального и увеличенного на 0,127 мм размеров. Если осевой зазор (люфт) коленчатого вала превышает 0,35 мм, то замените одно или оба полукольца (номинальный зазор 0,06-0,26 мм).
Вкладыши коренных и шатунных подшипников – тонкостенные сталеалюминиевые. Верхние коренные вкладыши (устанавливаемые в блоке цилиндров) первой, второй, четвертой и пятой опор – с канавкой на внутренней поверхности. Нижние коренные вкладыши и верхний вкладыш третьей опоры – без канавки, так же как и шатунные вкладыши. Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мм.
Коленчатый вал - из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Вал снабжен восемью противовесами, отлитыми заодно с ним. Для подачи масла от коренных шеек к шатунным служат каналы, выходные отверстия которых закрыты запрессованными заглушками. Одновременно каналы участвуют и в очистке масла: под действием центробежной силы твердые частицы и смолы, прошедшие через фильтр, отбрасываются к заглушкам. Поэтому при любом демонтаже вала желательно (а при балансировке вала – обязательно) очищать каналы от скопившихся отложений. Заглушки повторно использовать нельзя – их заменяют новыми.
На переднем конце (носке) коленчатого вала на сегментной шпонке установлен зубчатый шкив привода распределительного вала. К нему на штифте крепится шкив привода генератора, одновременно служащий демпфером крутильных колебаний коленчатого вала (за счет упругого элемента между центральной и наружной частями шкива). На нем имеется зубчатый венец для работы датчика положения коленчатого вала. Два зуба из 60 отсутствуют (образуя впадину) – это необходимо для определения датчиком ВМТ.
На заднем конце коленчатого вала шестью самоконтрящимися болтами через общую шайбу закреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец, служащий для пуска двигателя стартером. Маховик устанавливают так, чтобы конусообразная лунка около его венца находилась напротив шатунной шейки 4-го цилиндра – это необходимо для определения ВМТ после сборки двигателя.
Шатуны – стальные, двутаврового сечения, обрабатываются вместе с крышками. 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 сталебронзовая втулка. По ее внутреннему диаметру шатуны подразделяются на три класса с шагом 0,004 мм. Номер класса клеймится на крышке шатуна. Также шатуны подразделяются на классы по массе, которая маркируется краской или буквой на крышке шатуна. Все шатуны двигателя должны быть одного класса по массе.
Поршневой палец – стальной, трубчатого сечения, плавающего типа (свободно вращается в бобышках поршня), от выпадения зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршня. На части двигателей поршневой палец запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается лишь в бобышках поршня (как на ВАЗ-2108). У таких двигателей другая вся шатунно-поршневая группа. По наружному диаметру различают три класса пальцев (через 0,004 мм): 1 – с синей меткой (наименьшего диаметра),
2 – зеленой, 3 – красной.
Поршень – из алюминиевого сплава. Юбка поршня имеет сложную форму: в продольном сечении – конусообразная, в поперечном – овальная. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Канавка маслосъемного кольца имеет сверления, выходящие в бобышки. По этим сверлениям масло, собранное кольцом со стенок цилиндра, поступает к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено на 1 мм от диаметральной плоскости поршня, поэтому при его установке необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на днище: она должна быть направлена в сторону шкива коленчатого вала. У поршней 8-клапанных двигателей (2111 и 2110) днище имеет овальную выемку, а днище поршней двигателя 2112 – плоское, с четырьмя углублениями под клапаны (не перепутайте детали).
Поршни по наружному диаметру (измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня), как и цилиндры, подразделяются на пять классов (маркировка – на днище). Диаметр поршня (для номинального размера, мм): А – 81,965-81,975, В – 81,975-81,985, С – 81,985-81,995, D – 81,995-82,005, Е – 82,005-82,015. В запасные части поставляются поршни классов А, С и Е (номинального и ремонтных размеров), что вполне достаточно для подбора поршня к цилиндру: расчетный зазор между ними – 0,025-0,045 мм, а максимально допустимый зазор при износе – 0,15 мм. При этом не рекомендуется устанавливать новый поршень в изношенный цилиндр без его расточки: проточка под верхнее поршневое кольцо в новом поршне может оказаться чуть выше, чем в старом, и кольцо может сломаться о "ступеньку", образующуюся в верхней части цилиндра при его износе. У поршней ремонтных размеров на днище выбивается треугольник (+ 0,4 мм) или квадрат (+ 0,8 мм).
По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса: 1 – 21,978-21,982, 2 – 21,982-21,986, 3 – 21,986-21,990. Класс поршня также выбивается на его днище. Поршень и палец должны быть одного класса.
Для уменьшения дисбаланса кривошипно-шатунного механизма поршни одного двигателя подбирают по массе: разброс не должен превышать 5 г.
Поршневые кольца расположены в канавках поршня. Верхние два кольца – компрессионные. Они препятствуют прорыву газов в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо – маслосъемное.
Головка цилиндров – из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Она центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой (на сухие поверхности) устанавливается безусадочная металлоармированная прокладка. Повторное ее использование не допускается. Если длина винтов превышает 135,5 мм, то их также следует заменить новыми. Порядок и момент затяжки винтов головки блока указаны в приложении.
В верхней части головки цилиндров расположены пять опор распределительного вала. Опоры выполнены разъемными, а отверстия в них обрабатываются в сборе с корпусами подшипников (передним и задним), поэтому заменять последние следует в сборе с головкой цилиндров. При сборке на поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, в зоне крайних опор распределительного вала наносят герметик типа КЛТ-75М или Локтайт № 574. Порядок и момент затяжки гаек корпусов подшипников указаны в приложении.
Распределительный вал – литой, чугунный, пятиопорный. Приводится во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. Для правильной установки распределительного вала относительно коленчатого, на приводных шестернях имеются метки (риски). Если метка на шкиве коленчатого вала совпадает с меткой на корпусе масляного насоса (метка на маховике находится против среднего деления шкалы на картере сцепления), то метка на шкиве распределительного вала должна совпадать с отогнутым усиком на крышке зубчатого ремня.
Седла и направляющие втулки клапанов запрессованы в головку цилиндров. Отверстия во втулках окончательно обрабатываются после запрессовки. На внутренней поверхности втулок для смазки сделаны канавки, напоминающие резьбу: у втулок впускных клапанов – на всю длину, у выпускных – до половины длины отверстия. Сверху на втулки надеты маслоотражательные колпачки из маслостойкой резины.
Клапаны – стальные, выпускной – с головкой из жаропрочной стали с наплавленной фаской. Они расположены в ряд, наклонно к плоскости, проходящей через оси цилиндров. Площадь тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Зазор в приводе клапана регулируется подбором толщины специальной регулировочной шайбы, устанавливаемой в гнездо толкателя (маркировкой вниз). В комплекте запасных частей поставляются шайбы толщиной от 3,00 до 4,50 мм с шагом 0,05 мм. Шайбы изготовлены из стали 20Х, для повышения износостойкости их поверхность нитроцементирована.
Толкатели – цилиндрические стаканчики, перемещающиеся в отверстиях головки цилиндров и опирающиеся на торцы стержней клапанов. Для повышения износостойкости поверхность толкателя, соприкасающаяся с клапаном, цементируется. При работе двигателя толкатели поворачиваются за счет смещения оси кулачка относительно оси толкателя на 1 мм, что способствует их более равномерному износу. Клапан закрывается под действием двух пружин. Нижними концами они опираются на шайбу, а верхняя тарелка удерживается двумя сухарями. Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а изнутри снабжены тремя упорными буртиками, входящими в проточки на стержне клапана.
Смазка двигателя – комбинированная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, пары "опора - шейка распредвала". Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее к поршневым кольцам и пальцам), к паре "кулачок распределительного вала - толкатель" и стержням клапанов. Остальные узлы смазываются самотеком.
Масляный насос – шестеренчатый, с шестернями внутреннего зацепления, редукционным клапаном. Смонтирован на передней стенке блока цилиндров (со стороны коленчатого вала). Ведущая шестерня (меньшего диаметра) установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Предельный диаметр гнезда под ведомую (большую) шестерню при износе не должен превышать 75,10 мм, минимальная ширина сегмента на корпусе, разделяющего ведущую и ведомую шестерни, – 3,40 мм. Осевой зазор не должен превышать 0,12 мм для ведущей шестерни и 0,15 мм – для ведомой.
Маслоприемник крепится болтами к крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса.
Масляный фильтр – полнопоточный, неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами.
Система вентиляции картера – закрытая, принудительная, с отсосом газов через маслоотделитель (в крышке головки цилиндров).
Двигатель ВАЗ-2111
|
|
|
1 – подводящая труба насоса охлаждающей жидкости
|
16 – передняя крышка привода распределительного вала
|
Поперечный разрез двигателя ВАЗ-2111
|
|
|
1 – пробка сливного отверстия поддона картера
|
17 – пружины клапана
|