Устройство двигателя автомобиля

На автомобилях установлены четырехцилиндровые четырехтактные карбюраторные двигатели различного объема цилиндров, с рядным расположением цилиндров и с распределительным валом, размещенным на головке цилиндров. Двигатель специально спроектирован для поперечного расположения на переднеприводном автомобиле. Поэтому его компоновка и основные размеры выбраны такими, чтобы он вместе с коробкой передач мог разместиться поперек между брызговиками передних колес.

Три унифицированных двигателя рабочим объемом 1100, 1300 и 1500 см 3 образуются сочетанием трех различающихся по высоте и диаметру цилиндров блоков, двух головок цилиндров с различными по диаметру впускными каналами, а также двух поршней, отличающихся по диаметру (76 и 82), и двух коленчатых валов с радиусами кривошипов, соответствующих ходам поршня 60,6 и 71 мм.

В сборе с коробкой передач и сцеплением двигатель образует единый жесткий узел — силовой агрегат. Он установлен на автомобиле на трех эластичных опорах Они воспринимают как массу силового агрегата, так и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении. Эластичные опоры поглощают вибрации работающего двигателя и не передают их на кузов, благодаря чему уменьшается шум в салоне автомобиля С другой стороны, эластичные опоры защищают силовой агрегат от резких ударов при движении автомобиля по неровностям дороги.

На автомобиле принята трехточечная схема крепления силового агрегата, состоящая из передней, задней и левой опор. Передняя и левая опоры имеют одинаковое устройство и состоят из наружной стальной обоймы и внутренней алюминиевой втулки, между которыми находится привулканизированная к ним резина.

Задняя опора крепится болтами снизу к днищу кузова. Она состоит из наружной стальной арматуры и внутренней алюминиевой втулки также разделенных резиной. Кронштейн задней подвески — стальной, кованый, крепится на коробке передач болтами, соединяющими картер сцепления с картером коробки передач.

Блок цилиндров

Все цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера в один общий узел — блок цилиндров, отлитый из специального высокопрочного чугуна. При такой компоновке обеспечивается прочность конструкции, жесткость, компактность и уменьшается масса двигателя. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте блока цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока цилиндров от неравномерного нагрева.

Цилиндры блока по диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм. 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. При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней на 0,4 и 0,8 мм.

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминиевыми вкладышами Верхние и нижние вкладыши среднего (3-го) коренного подшипника без канавки на внутренней поверхности. У остальных опор верхние вкладыши с канавкой на внутренней поверхности, а нижние — без канавки. До 1988 г. нижние вкладыши этих подшипников тоже были с канавками.

Подшипники имеют съемные крышки 2, которые крепятся к блоку цилиндров самоконтрящимися болтами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками, что обеспечивает высокую точность, правильную геометрическую форму отверстий и их соосность. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы и для различия имеют на наружной поверхности риски (см. рис. 6).

В средней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 12 (см рис. 6). удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. С задней стороны от средней опоры ставится металлокерамическое полукольцо (желтого цвета), а с передней стороны — сталеалюминиевое.

Величина осевого зазора коленчатого вала должна быть 0,06-0,026 мм. Если зазор превышает максимально допустимый (0,35 мм), необходимо заменить полукольца ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Следует иметь в виду, что канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала.

Снизу блок цилиндров закрывается стальным штампованным картером 37. Картер имеет перегородку для успокоения масла. Между масляными картером и блоком цилиндров установлена прокладка из пробкорезиновой смеси.

К заднему торцу блока цилиндров крепится картер сцепления. Точное расположение картера относительно блока цилиндров и соосность коленчатого вала и первичного вала коробки передач обеспечивается двумя центрирующими втулками, запрессованными в блок цилиндров.

Головка цилиндров

Головка цилиндров 27 общая для четырех цилиндров. отлита из алюминиевого сплава, имеет камеры сгорания клиновидной формы. В головку запрессованы направляющие втулки клапанов и седла, изготовленные из чугуна. Седла, предварительно охлажденные в жидком азоте, вставлены в гнезда нагретой головки цилиндров. Благодаря этому обеспечивается надежная и прочная посадка седел в головке.

Между головкой и блоком цилиндров установлена специальная безусадочная прокладка на металлическом каркасе. Головка центрируется на блоке цилиндров двумя втулками и крепится к нему десятью болтами.

Для равномерного обжатия всей поверхности прокладки головки блока, для обеспечения надежного уплотнения и исключения в последующем подтяжки болтов при техническом обслуживании автомобиля болты крепления головки цилиндров затягиваются равномерно без рывков в четыре приема и в строго определенной последовательности (см. рис. 7):

• 1 прием — затягивают болты моментом 2 кг·см;
• 2 прием — затягивают болты моментом 7,08-8,74 кг·см,
• 3 прием — доворачивают болты на 90°;
• 4 прием — снова доворачивают болты на 90°.

В верхней части головки цилиндров расположены пять опор под шейки распределительного вала 17. Опоры выполнены разъемными. Верхняя половина находится в корпусах подшипников 16 и 21 (переднем и заднем), а нижняя — в головке цилиндров. Установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала размещены у шпилек крепления корпусов Отверстия в опорах обрабатываются в сборе с корпусами подшипников, поэтому они невзаимозаменяемы, и головку цилиндров можно заменять только в сборе с корпусами подшипников.

На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, в зоне крайних опор распределительного вала наносят герметик типа КЛТ-75ТМ. Устанавливают корпуса подшипников и затягивают гайки их крепления в два приема.

• 1-й прием — предварительно затягивают гайки в последовательности, указанной на листе 7, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров, следя за тем, чтобы установочные втулки корпусов свободно вошли в свои гнезда;
• 2-й прием — окончательно затягивают гайки моментом 2,2 кг/см в той же последовательности.

Фазы газораспределения 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 (180°) коленчатого вала.

Впускной клапан начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) на расстояние, соответствующее 33* поворота коленчатого вала до ВМТ. Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз, и через полностью открытое впускное отверстие поступило по возможности больше свежей горючей смеси.

Впускной клапан закрывается с запаздыванием, т.е. после прохождения поршнями нижней мертвой точки (НМТ) на .расстоянии, соответствующем 79′ поворота коленчатого вала после 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. Таким образом, впуск практически происходит за время поворота коленчатого вала на 292°.

Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к НМТ на расстояние, соответствующее 47° поворота коленчатого вала до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра, в результате чего их давление и температура быстро падают. Это значительно уменьшает работу двигателя во время выпуска и предохраняет двигатель от перегрева.

Выпуск продолжается и после прохождения поршнем ВМТ. т.е. когда коленчатый вал повернется на 17° после ВМТ. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 244°.

Из диаграммы фаз видно, что существует такой момент (50° 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 тем самым улучшает его наполнение.

Описанные фазы газораспределения имеют место при зазоре А между кулачком распределительного вала и толкателем клапана на холодном двигателе.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т. е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на деталях двигателя имеются метки (см. рис. 7) 7 — на задней крышке зубчатого ремня; 8 — на шкиве распределительного вала; 10 и 11 — на передней крышке зубчатого ремня; 12 — на шкиве привода генератора; 13 — на крышке масляного насоса; 14 — на зубчатом шкиве коленчатого вала.

Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня первого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 7 на задней крышке зубчатого ремня должна совпадать с меткой 8 на шкиве распределительного вала, а метка 14 на зубчатом шкиве коленчатого вала — с меткой 13 на крышке масляного насоса.

Когда полость привода распределительного вала закрыта передней крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве привода генератора и передней крышке зубчатого ремня При положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ метка 12 на шкиве должна совпадать с меткой 11 на крышке привода распределительного вала. Кроме того, можно пользоваться меткой 20 (см. рис. 6) на маховике и шкалой 19 в люке картера сцепления. Одно деление шкалы соответствует повороту коленчатого вала на 1°. При совпадении меток регулируются натяжение ремня и зазоры А в клапанном механизме.

Порядок работы двигателя Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности (порядке). Порядок работы цилиндров двигателя зависит от расположения шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала и у двигателей семейства 2108 составляет 1-3-4-2.

Последовательность чередования тактов в цилиндрах двигателя за два полных оборота удобно проследить по таблице:

Ремонт двигателя ВАЗ 21099 карбюратор

Одним из самых известных двигателей АвтоВАЗ остается модель 21099 карбюратор. Он зарекомендовал себя, как проверенный и надежный силовой агрегат с простой конструкцией и возможностью осуществлять ремонт своими руками. Статья расскажет о проведении самых распространенных ремонтов, а также поведает об основах проведения капитального ремонта.

Технические характеристики

Двигатель ВАЗ 21099 карбюратор не отличается особыми техническими характеристиками от остальной серии моторов. Если смотреть исторический контекст, то этот силовой агрегат по праву можно считать приемником серии движков с маркировкой 2108 и его модификаций. Двигатель простой в обслуживании и ремонте, что делает возможным проведения технического обслуживания и ремонта самостоятельно.

Согласно технической документации, на автомобили серии 21099 карбюраторной модификации, устанавливались моторы с маркировкой ВАЗ 21083, с некоторыми усовершенствованиями и доработками. Рассмотрим основные технические характеристики силового агрегата:

Что касается обслуживания, то оно проводится согласно регламента назначенного заводом изготовителем. Первое ТО проводится спустя 8 тыс. км, а последующие — каждые 10 000 км.

При каждом техническом облуживании следует менять масло и масляный фильтр. Остальные операции делаются поточно. Например, комплект газораспределительного механизма стоит менять каждые 50000 км пробега, а регулировать клапанный механизм — каждые 30000 км пробега.

Ремонт

Ремонтировать двигатель ВАЗ 21099 карбюратор большинство автомобилистов предпочитает самостоятельно. Так, автолюбители, не желая тратить время и средства на поездку в автосервис, чинят неисправности у себя в гараже. В этом разделе рассмотрим некоторые операции по восстановлению мотора, а также основы капитального ремонта силового агрегата ВАЗ 21083.

Замена масла

Ремонт двигателя 21099 начинается с операции обслуживания, а именно — замены масла и масляного фильтра. Это, наверное, самая несложная операция, которая под силу даже начинающим автомобилистам. Рассмотрим последовательность действий направленных на смену смазочной жидкости в силовом агрегате:

1. Начинается замена масла с того, что необходимо снять клемму «минус» с АКБ.
2. Поскольку двигатель расположен поперечно, то необходимо найти сливную пробку на картере.
3. Откручиваем сливную пробку и, подставив тару, сливаем смазочную жидкость.
4. Когда масло слито, закручиваем сливную пробку, при этом, не забыв заменить уплотнительную прокладку.
5. Откручиваем масляный фильтр при помощи специального съемника. Устанавливаем новый фильтрующий элемент.
6. Заливаем новое масло. Даем силовому агрегату немного поработать. Меряем по помощи щупа уровень смазочной жидкости. При необходимости доливаем до уровня.

Замена водяного насоса

Одним из элементов, которые чаще всего меняется становиться водной насос. Причиной неисправности данного элемента становится выработка по корпусу, а также изношенность подшипника вала. Реже, причиной выхода со строя станет износ крыльчатки.

При выходе со строя водяного насоса, циркуляция охлаждающей жидкости нарушается, что может привести к плохому охлаждению силового агрегата, а соответственно и перегреву, что может обернуться более тяжкими последствиями для движка, такими как — прогибом головки блока.

Рассмотрим, последовательность действий направленных на замену водяного насоса на автомобилях ВАЗ 21099 карбюратор:

1. Прежде всего, снимаем клемму АКБ С пометкой «минус».
2. Открутив пробку радиатора, сливаем охлаждающую жидкость в заранее приготовленную тару. Если планируется смена «охлаждайки», то старая не понадобиться, а вот если нет — то нужно постараться максимально сохранить количество жидкости.
3. Снимаем приводной ремень с помпы. Для этого необходимо ослабить натяжной ролик и зафиксировав шкив газораспределительного механизма сбросить ремень с водяного насоса.
4. Открутив 3 болта крепления, вынимаем водяной насос.
5. Новый устанавливается в посадочное места. Стоит помнить, что необходимо в обязательном порядке заменить прокладку под насос.
6. Заливаем обратно охлаждающую жидкость. Прокачиваем верхний патрубок радиатора, выгнав весь воздух наружу.
7. При необходимости стоит долить охлаждающую жидкость.

Таким образом, ремонт системы охлаждения, а точнее замена водяного насоса проведена и мотор готов к последующей эксплуатации.

Ремонт и настройка карбюратора

На двигателях серии 2108, а точнее на модификации 21083, которая устанавливается на автомобиль 21099, установлен карбюратор «Солекс». Он полюбился автомобилистам своей простотой в эксплуатации, ремонте и обслуживании, а также экономичным расходом топлива.

Переборку карбюратора стоит доверять профессионалам, которые смогут не только заменить износившиеся элементы, но и правильно настроить изделие на работу. Так, почти каждый автолюбитель способен на ремонт элемента впрыска, но, а настроить не каждый. Поэтому, рекомендуется обратиться на специализированный автосервис, где специалисты смогут сделать все быстро и качественно.

Замена свечей и высоковольтных проводов

Пожалуй, одной из самых простых ремонтных операций двигателя ВАЗ 21099 становиться замена свечей зажигания и высоковольтных проводов. Так, рассмотрим, последовательность действий направленных на выполнения данных работ:

1. Снимаем наконечники проводов со свечей.
2. При помощи свечного ключа выкручиваем свечи зажигания.
3. С катушки зажигания снимаем вторые концы проводов.
4. Проверяем провода на сопротивление, которое должно составлять 5 оМ. Если хоть один провод вышел со строя, то желательно заменить весь комплект.
5. Свечи зажигания необходимо осмотреть на наличие наружных дефектов и также желательно проверить при помощи свечного стенда. Если такой возможности нет, то можно воспользоваться мультиметром.
6. Сборка проводится в обратном порядке.

Основы капитального ремонта

Поскольку мотор ВАЗ 21099 карбюратор перестал выпускаться более 15 лет назад, то конечно он уже исчерпал свой ресурс, и большинство силовых агрегатов прошли процедуру капитального ремонта. Это процесс достаточно сложный, с которым способен справиться не каждый автолюбитель, даже опытный. Итак, рассмотрим основы проведения капитального ремонта движка ВАЗ 21099 карбюратор.

1. Сначала, двигатель необходимо демонтировать с автомобиля. От силового агрегата отсоединяются КПП, водяные патрубки, трубки подачи топлива, а также электропроводка, приводы карбюратора, сцепления и другое.
2. Затем, при помощи тельфера или другого специального приспособления, силовой агрегат вынимается с моторного отсека.
3. Следующим этапом становиться разборка двигателя.
4. Когда все разобрано, детали мотора диагностируются и определятся фронт работ. Сюда входит определение работоспособности элементов силового агрегата, а также дефектовка головки блока цилиндров и промер поршневой группы и коленчатого вала.
5. После проведения замеров, необходимо определить вид ремонта основных деталей. Так, для цилиндров это: первый ремонт — 82.5 мм, второй ремонт — 83.0 мм и третий — 83.5 мм. После третьего ремонта идет гильзовка блока, которая выводит размер цилиндров в стандарт. Что касается коленчатого вала, то здесь все типично для всех отечественных двигателей: первый ремонт — 0.25 мм, второй ремонт — 0.50 мм, третий — 0.75 мм и четвертый — 1.00 мм.
6. После того, как определено со степенью ремонта можно приступить к расточка деталей. Параллельно с проведение расточных работ можно передрать головку блока, где зачатую меняются: клапана, направляющие втулки и седла клапанов.
7. После того, как все готово, двигатель собирается и обкатывается.

Проведение капитального ремонта занимает около 2-3 дней, что достаточно быстро, по сравнению с силовыми двигателями зарубежного производства.

Вывод

Двигатель ВАЗ 21099 карбюратор, а точнее 21083 обладает простыми конструктивными особенностями, что делает его легким в обслуживании и ремонте. Так, почти все операции по восстановлению работоспособности мотора автомобилист может провести самостоятельно.

Единственной проблемой может стать проведение капитального ремонта, который рекомендуется доверить профессионалам. Технические характеристики двигателя 21099 достаточно высокие, что доказано временем и эксплуатацией.