Устройство двигателей ВАЗ 2103 и ВАЗ 2106

Устройство двигателей ВАЗ 2103 и ВАЗ 2106

На автомобилях ВАЗ 2103, 21061, 2106, 2121, 21053, 2107 устанавливаются двигатели  ВАЗ 2103 и ВАЗ 2106. Они одинаковой конструкции, но с различным объемом цилиндров. Они различаются, в основном, размерами блока цилиндров, поршней, и длиной цепи привода ГРМ (116 звеньев), отличие так же есть в форме башмака натяжителя, а точнее расположением на нём упорного кронштейна натажителя ввиду отличия весоты блоков 2101, 21011 и 2103, 2106 последние блоки выше на 9 мм первых, поэтому на двигателях используются цепи разной длины и разные башмаки. На двигателях 2101,21011 башмак натяжителя с маркировкой 2101, а на двигателях 2103,2106 с маркировкой 2103.

 На данных двигателях устанавливается коленчатый вал ВАЗ 2103 (Внимание!!! В настоящее время устанавливается коленчатый вал 21213 по размерам и параметрам он совершенно идентичен коленвалу ВАЗ 2103 лишь отличается наличием дополнительных противовесов на шатунных шейках для более точной балансировки, позволяющей уменьшить вибрацию при работе двигателя) . Блок цилиндров 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 на двигателе ВАЗ 2103- 76,00 с межремонтными размерами 76.40 и 76,80 с такими же допусками по классам. Диаметры цилиндров на двигателе ВАЗ 2106- 79,00 с межремонтными размерами 79.40; 79,80; 80,00. с такими же допусками по классам.

 В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеаллюминиевыми вкладышами (Внимание!!! при установке вкладышей обязательно!!! в блок устанавливаются вкладыши с круговыми проточками с внутренней стороны в месте контакта в коленвалом для непрерывной смазки шатунных вкладышей при вращении вала, в крышки ставятся гладкие вкладыши без проточек. Вкладыши средней - 3-й шейки шире остальных и оба гладкие, остальные одинаковой ширины.) Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками, поэтому крышки подшипников не взаимозаменяемы, и для различия на их наружной поверхности сделаны риски.

 В задней опоре имеются  гнезда для установки упорных  полуколец , удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений (Внимание!!! При установке полуколец не перепутать стороны, специальное алюминиевое покрытие полуколец, предназначенное для скольжения коленвала, устанавливается обязательно в сторону коленвала на нём же и имеются специальные проточки для попадания масла для смазки путём "барботажа", то есть естественным разбрызгиванием при вращении деталей кривошипно-шатунного механизма.) Спереди устанавливается сталеалюминевое полукольцо, а сзади - металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом (Внимание!!! В настоящее время - металлокерамические (желтого цвета), пропитанное маслом полукольца не выпускаются и в запасные части не поставляются, есть полукольца с медным покрытием такое же как и сталеалюминевое только медного цвета, сзади коленвала желательно ставить его, оно более нагружено и обладает повышенной износостойкостью). Величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0,06-0, 26 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, в которой  установлен передний сальник  коленвала. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплена задняя крышка с сальником коленвала. В левой части блока установлен валик привода вспомогательных агрегатов (поросёнок). В отверстия под подшипники валика запрессованы сталеалюминевые втулки. (Внимание!!! в настоящее время выпускаются втулки из обмеденного материала соответствующего цвета, при их установке не допускается слишком плотная установка, в отличие от сталеалюминевых, так как возможно прикусывание при нагреве двигателе и срезании штифта на поросёнке врезультате нарушения установки ГРМ и загибание клапанов головки блока, кроме двигателей на которых установлены поршня 2105 размеров 79,00; 79,4; 79.80; 80,00.

 Головка цилиндров  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 изготовлены  из алюминиевого сплава. Юбка  поршня в поперечном сечении  овальная, а по высоте имеет  коническую форму. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные  терморегулирующие пластины. Все  это выполнено для компенсации  неравномерной тепловой деформации  поршня при нагреве. В бобышках  поршня имеются отверстия для  прохода масла к поршневому  пальцу. Отверстие под поршневой  палец смещено от оси симметрии  на 2 мм в правую сторону двигателя  для уменьшения стука поршня  при переходе через ВМТ. Поэтому  около отверстия под поршневой  палец есть метка "П", которая  при сборке должна быть обращена  в сторону передней части двигателя.  Поршни, как и цилиндры, по наружному  диаметру сортируются на пять  классов через 0,01 мм, а по диаметру  отверстия под поршневой палец  - на три категории через 0,001 мм, обозначаемые цифрами 1. 2, 3. Класс  поршня (буква) и категория отверстия  под поршневой палец (цифра)  клеймятся на днище поршня. Поршни  по массе в одном и том  же двигателе должны быть подобраны  с максимально допустимым отклонением  (2.5 г).

 Поршневые палены изготовлены из чугуна. Наружная поверхность верхнего компрессионного кольца хромирована для повышения износостойкости и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа (с проточкой по наружной поверхности), фосфатированное. Кольцо надо устанавливать проточкой вниз. Маслосъемное кольцо имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину (расширитель). Шатуны 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. Коленчатый вал 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. 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 от оси коленчатого вала. Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные, сталеалюминиевые. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Верхние вкладыши 1-го, 2-го, 4-го и 5-го коренных подшипников одинаковые, с канавкой на внутренней поверхности, а нижние без канавки. Вкладыши З-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, 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 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Рычаги передают усилие от кулачка распределительного вала к клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта, а другим на торец клапана. Регулировочный болт ввернут во втулку 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 типа "Галля". ведущей звездочки на коленчатом валу, ведомой звездочки распределительного вала, успокоителя цепи и натяжителя с башмаком. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. При отворачивании фиксирующей гайки цепь натягивается башмаком, на который действуют пружины через плунжер. Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки стержень зажимается пантами сухаря, вследствие чего блокируется пружина натяжителя цепи.

 При работе двигателя  на плунжер воздействует только  внутренняя пружина, обеспечивающая  благодаря зазору 0, 2-0, 5 мм в механизме  натяжителя компенсацию колебаний цепи. Успокоитель цепи гасит колебания ведущей ветви цепи. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает ее натяжение, т.е. если цепь вытянулась не более, чем на 4 мм. Валик привода масляного насоса, 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 находится в зацеплении с шестерней, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляный насос.

 Шестерня вращается  в металлокерамической втулке, запрессованной  в блок цилиндров. В шестерне  выполнено отверстие со шлицами,  в которое входят шлицевые  концы валиков распределителя  зажигания и масляного насоса. Работа двигателя. За один рабочий  цикл в цилиндре двигателя  происходит четыре такта впуск  горячей смеси, сжатие, рабочий  ход и выпуск отработавших  газов. Эти такты осуществляются  за два оборота коленчатого  вала, т.е. каждый такт происходит  за пол-оборота (180) коленчатого  вала. Впускной клапан начинает  открываться за 12 до подхода поршня  к верхней мертвой точке (ВМТ). Это необходимо для того, чтобы  клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз. Закрывается  клапан через 40 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 42 до НМТ. В этот момент  давление в цилиндре еще довольно  велико, и газы начинают интенсивно  истекать из цилиндра. Закрывается  клапан через 10 после прохождения  поршнем ВМТ. Существует такой  момент (22 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 , а также на блоке цилиндров и 41 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 41 должна совпадать с меткой , а метка 48 с меткой 47. 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 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.