Двигатель авто ваз НИВА ВАЗ21213 и ВАЗ-21214

1. Коленчатый вал.
2. Вкладыш коренного подшипника коленчатого вала.
3. Звездочка коленчатого вала.
4. Передний сальник коленчатого вала.
5. Шкив коленчатого вала.
6. Храповик.
7. Крышка привода механизма газораспределения.
8. Ремень привода насоса охлаждающей жидкости и генератора.
9. Шкив генератора.
10. Звездочка привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания.
11. Валик привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания.
12. Вентилятор системы охлаждения.
13. Блок цилиндров.
14. Головка цилиндров.
15. Цепь привода механизма газораспределения.
16. Звездочка распределительного вала.
17. Выпускной клапан.
18. Впускной клапан.
19. Корпус подшипников распределительного вала.
20. Распределительный вал.
21. Рычаг привода клапана.
22. Крышка головки цилиндров.
23. Датчик указателя температуры охлаждающей жидкости.
24. Свеча зажигания.
25. Поршень.
26. Поршневой палец.
27. Держатель заднего сальника коленчатого вала.
28. Упорное полукольцо коленчатого вала.
29. Маховик.
30. Верхнее компрессионное кольцо.
31. Нижнее компрессионное кольцо.
32. Маслосъемное кольцо.
33. Передняя крышка картера сцепления.
34. Масляный картер.
35. Передняя опора силового агрегата.
36. Шатун.
37. Кронштейн передней опоры.
38. Силовой агрегат.
39. Задняя опора силового агрегата.

1. Крышка шатуна.
2. Вкладыш шатуна.
3. Шатун.
4. Стартер.
5. Теплоизолируюший щиток стартера.
6. Выпускной коллектор.
7. Дренажная трубка впускной трубы.
8. Впускная труба.
9. Маслоотражательный колпачок.
10. Сухарь клапана.
11. Тарелка пружин.
12. Пружина рычага привода клапана.
13. Рычаг привода клапана.
14. Регулировочный болт клапана.
15. Распределитель зажигания.
16. Втулка регулировочного болта.
17. Направляющая втулка клапана.
18. Седло клапана.
19. Валик привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания.
20. Топливный насос.
21. Шестерня привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания.
22. Масляный фильтр.
23. Валик масляного насоса.
24. Корпус масляного насоса.
25. Ось ведомой шестерни масляного насоса.
26. Ведущая шестерня масляного насоса.
27. Крышка масляного насоса.
28. Пружина редукционного клапана.
29. Редукционный клапан масляного насоса.
30. Ведомая шестерня масляного насоса.
31. Приемный патрубок масляного насоса.
32. Звездочка распределительного вала.
33. Успокоитель цепи.
34. Звездочка привода масляного насоса, датчика-распределителя зажигания и топливного насоса.
35. Цепь привода механизма газораспределения.
36. Звездочка коленчатого вала.
37. Ограничительный палец цепи.
38. Башмак натяжителя.
39. Натяжитель.
А. Установочный выступ на корпусе подшипников распределительного вала.
В. Установочная метка на звездочке распределительного вала.
С. Установочная метка на блоке цилиндров.
D. Установочная метка на звездочке коленчатого вала.
Е. Метка ВМТ на шкиве коленчатого вала.
F. Метка опережения зажигания на 0о.
G. Метка опережения зажигания на 5о.
Н. Метка опережения зажигания на 10о.

I. Диафрагма фаз газораспределителя: a - впуск горючей смеси, b - сжатие, c - рабочий ход, d - выпуск.

Компоновка двигателя отличается простотой и компактностью. Все узлы двигателя, требующие регулировки и ухода, расположены в легкодоступных местах.

Блок цилиндров. Блок 13 отлит из специального чугуна. Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С, D, Е. Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны быть одного класса для обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,05-0,07 мм. Диаметры цилиндров каждого класса следующие, мм:

Класс

Диаметр цилиндра

А

82,000-82,010

В

82.010-82,020

С

82,020-82,030

D

82,030-82.040

E

82,040-82,050

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминевыми вкладышами. 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.

В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 28, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. Спереди устанавливается сталеалюминевое полукольцо, а сзади металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом. Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0,2 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала. В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения, закрытая крышкой 7.

С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 27 заднего сальника. В крышку 7 и держатель 27 установлены самоподжимные сальники. В левой части блока установлен валик 11 привода вспомогательных агрегатов. В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминиевые втулки.

Головка цилиндров 14 общая для четырех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В головку запрессованы чугунные седла и направляющие втулки клапанов. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены металлорезиновые маслоотражательные колпачки. Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом.

Поршни 5 изготовлены из алюминиевого сплава. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, а по высоте имеет коническую форму. Кроме того, в головки поршня залита стальная термокомпенсационная стальная пластина. Все это выполнено для компенсации неравномерной тепловой деформации поршня при нагреве. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому кольцу.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 1,2 мм в правую сторону двигателя для уменьшения стука поршня при переходе через ВМТ. Поэтому на днище поршня клеймится стрелка, которая при сборке должна быть обращена в сторону передней части двигателя.

Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру сортируются нанять классов через 0,01 мм, а по диаметру отверстия под поршневой палец - на три категории через 0,004 мм, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. При изготовлении строго выдерживается масса поршней. Поэтому при сборке двигателя подбирать поршни одной группы по массе не требуется.

Поршневой палец 6 стальной, цементированный, трубчатого сечения, плавающего типа, т. е. свободно вращается в бобышках поршня и втулке шатуна. Палец фиксируется в поршне двумя стальными стопорными кольцами. Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному диаметру подразделяются на три категории через 0,004 мм. Категория пальца маркируется на его торце цветом: синим - первая категория, зеленым - вторая, красным - третья. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.

Поршневые кольца 30, 31 и 32 изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца 30 хромирована для повышения износостойкости и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее коммрессионное кольцо 31скребкового типа (с проточкой по наружной поверхности), фосфатированное. Кольцо надо устанавливать проточкой вниз. Маслосъемное кольцо 32 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель).

Шатуны 36 стальные, кованые, с разъемной нижней головкой, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, поэтому при сборке номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы.

В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. По диаметру отверстия этой втулки шатуны подразделяются на три класса через 0,004 мм, как и поршни. Номер класса клеймится на верхней головке шатуна.
По массе верхней и нижней головок шатуны подразделяются на классы, маркируемые краской на стержне шатуна. На двигатель должны устанавливаться шатуны одного класса по массе, т. е. с одинаковой маркировкой.
Шатунные болты запрессованы в нижнюю головку шатуна. Поэтому чтобы не нарушить посадку болтов в отверстиях головки, нельзя выпрессовывать болты из головки шатуна при ремонтных работах.

Коленчатый вал 1 пятиопорный, отлит из чугуна. Шейки вала закалены токами высокой частоты на глубину 2-3 мм. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач, по наружному диаметру которого центрируется маховик 29. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну сторону от оси коленчатого вала.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные, сталеалюминиевые. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Верхние вкладыши 1-гo, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников одинаковые, с канавкой на внутренней поверхности, а нижние без канавки. Вкладыши 3-го коренного подшипника отличаются от остальных большей шириной и отсутствием канавки на внутренней поверхности.

Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя горючей смесью и выпуск отработавших газов в соответствии с принятым для двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. К деталям механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов.

Распределительный вал, управляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, литой. Трущиеся поверхности кулачков подвергнуты отбеливанию. Этот процесс заключается в электродуговом оплавлении поверхностей, в результате которого образуется слой так называемого "белого" чугуна, обладающего высокой твердостью. Вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 19 (см. верхний рисунок), а от осевых перемещений удерживается упорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.

Клапаны (впускной и выпускной) расположены в головке цилиндров наклонно в один ряд. Головка впускного клапана имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра, а рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава. Пружины прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Верхняя опорная тарелка 11 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 10, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.

Рычаги 13 передают усилие от кулачка распределительного вала к клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 14, а другим на торец клапана. Регулировочный болт ввернут во втулку 16 и стопорится контргайкой.

Привод вспомогательных агрегатов. Вспомогательные агрегаты двигателя и механизм газораспределения приводятся в действие от коленчатого вала с помощью цепной передачи. Она состоит из двухрядной втулочно-роликовой цепи 5, ведущей звездочки 36 на коленчатом валу, ведомой звездочки 4 привода вспомогательных агрегатов, ведомой звездочки 2 распределительного вала, успокоителя 35 цепи и натяжителя 39 с башмаком 38. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины.

Около звездочки коленчатого вала в блок цилиндров завернут ограничительный палец 37. Он не допускает спадания цепи в картер двигателя при снятии звездочки распределительного вала (когда на автомобиле снимается головка цилиндров).

При отворачивании фиксирующей гайки натяжителя цепь натягивается башмаком 38, на который действуют пружины натяжителя. Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки 46 стержень 44 зажимается цангами сухаря 45, вследствие чего блокируется пружина 43 натяжителя цепи. При работе двигателя на плунжер 49 воздействует только внутренняя пружина 47, обеспечивающая благодаря зазору 0,2-0,5 мм в механизме натяжителя компенсацию колебаний цепи. Успокоитель 3 цепи гасит колебания ведущей ветви цепи. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает ее натяжение, т. е. если цепь натянулась не более, чем на 4 мм.

Валик 19 привода масляного насоса, датчика-распределителя зажигания и топливного насоса установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик, который через толкатель приводит в действие топливный насос. Винтовая шестерня валика 19 находится в зацеплении с шестерней 21, которая приводит в действие датчик-распределитель зажигания и масляный насос. Шестерня 21 вращается в металлокерамической втулке, запрессованной в блок цилиндров. В шестерне выполнено отверстие со шлицами, в которое входят шлицевые концы валиков датчика-распределителя зажигания и масляного насоса.

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 полоборота (180о) коленчатого вала. Впускной клапан начинает открываться за 12о30' до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ). Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз. Закрывается клапан через 51о после прохождения поршнем нижней мертвой точки (НМТ). 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.

Выпускной клапан начинает открываться за 38о до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра. Закрывается клапан через 10о после прохождения поршнем ВМТ.

Существует такой момент (23о30' поворота коленчатого вала около ВМТ). 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 улучшает его наполнение.

Чтобы 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 D и В, а также С на блоке цилиндров и А (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка А должна совпадать с меткой В, а метка С с меткой D. Когда полость привода распределительного вала закрыта крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и крышке привода распределительного вала.

Чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе, зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм для впускных клапанов и 0,20 мм для выпускных на холодном двигателе. Если зазоры больше, то клапаны будут открываться с запаздыванием и закрываться с опережением. Если зазора нет, то клапаны на работающем двигателе будут оставаться немного приоткрытыми. В результате резко сократится долговечность клапанов и седел, упадет мощность двигателя.