4.1. Volkswagen Polo. Двигатель. Описание конструкции.

Двигатель (вид спереди по направлению движения автомобиля): 1 – масляный фильтр; 2 – крышка маслозаливной горловины; 3 – указатель уровня масла; 4 – датчик положения распределительного вала; 5 – катушки зажигания; 6 – дроссельный узел; 7 – корпус распределительных валов; 8 – головка блока цилиндров; 9 – распределитель охлаждающей жидкости; 10 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 11 – датчик сигнализатора недостаточного давления масла; 12 – крышка дополнительного термостата; 13 – управляющий датчик концентрации кислорода; 14 – блок цилиндров; 15 – маховик; 16 – катколлектор; 17 – поддон картера; 18 – компрессор кондиционера; 19 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 20 – генератор

Спереди: катколлектор с управляющим датчиком концентрации кислорода, генератор, компрессор кондиционера, масляный фильтр, датчик сигнализатора недостаточного давления масла.

Двигатель (вид сзади по направлению движения автомобиля): 1 – крышка основного термостата; 2 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 3 – распределитель охлаждающей жидкости; 4 – дроссельный узел; 5 – рым; 6 – катушки зажигания; 7 – датчик положения распределительного вала; 8 – указатель уровня масла; 9 – топливная рампа; 10 – корпус распределительных валов; 11 – крышка маслозаливной горловины; 12 – клапан системы вентиляции картера; 13 – головка блока цилиндров; 14 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 15 – насос охлаждающей жидкости; 16 – шкив привода вспомогательных агрегатов; 17 – крышка привода ГРМ; 18 – труба подвода охлаждающей жидкости к насосу; 19 – блок цилиндров; 20 – поддон картера; 21 – пробка сливного отверстия; 22 – впускной трубопровод; 23 – клапан продувки адсорбера; 24 – маховик

Сзади: впускной трубопровод с дроссельным узлом, датчик абсолютного давления и температуры воздуха на впуске, клапан системы вентиляции картера, топливная рампа с форсунками, датчик положения коленчатого вала, датчик детонации; труба подвода охлаждающей жидкости к насосу, клапан продувки адсорбера.

Двигатель (вид справа по направлению движения автомобиля): 1 – впускной трубопровод; 2 – клапан продувки адсорбера; 3 – дроссельный узел; 4 – клапан системы вентиляции картера; 5 – датчик положения распределительного вала; 6 – крышка маслозаливной горловины; 7 – катушка зажигания; 8 – указатель уровня масла; 9 – корпус распределительных валов; 10 – крышка привода ГРМ; 11 – масляный фильтр; 12 – генератор; 13 – опорный ролик ремня привода вспомогательных агрегатов; 14 – натяжной ролик ремня привода вспомогательных агрегатов; 15 – шкив электромагнитной муфты компрессора кондиционера; 16 – шкив привода вспомогательных агрегатов; 17 – поддон картера; 18 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 19 – шкив насоса охлаждающей жидкости

Справа на двигателе (по направлению движения автомобиля) расположены: цепные приводы газораспределительного механизма и масляного насоса (под крышкой привода ГРМ); привод насоса охлаждающей жидкости, генератора и компрессора кондиционера (поликлиновым ремнем).

Двигатель (вид слева по направлению движения автомобиля): 1 – катколлектор; 2 – управляющий датчик концентрации кислорода; 3 – головка блока цилиндров; 4 – датчик недостаточного давления масла; 5 – масляный фильтр; 6 – корпус распределительных валов; 7 – катушка зажигания; 8 – крышка маслозаливной горловины; 9 – клапан системы вентиляции картера; 10 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 11 – топливная рампа; 12 – распределитель охлаждающей жидкости; 13 – блок управления дроссельным узлом; 14 – впускной трубопровод; 15 – блок цилиндров; 16 – маховик

Слева расположены: распределитель охлаждающей жидкости с двумя термостатами, датчик температуры охлаждающей жидкости, маховик.

Сверху: маслозаливная горловина, катушки и свечи зажигания, датчик положения распределительного вала, указатель уровня масла.

Двигатель (заводское обозначение CFNA) бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами.
Расположен в моторном отсеке поперечно. Порядок работы цилиндров: 1–3–4–2, отсчет – от шкива привода вспомогательных агрегатов. Система питания – фазированный распределенный впрыск топлива (нормы токсичности Евро-4). Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат – единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая опора (гидравлическая) крепится к кронштейну, прикрепленному к крышке привода ГРМ, а левая и задняя опоры – к кронштейнам на картере коробки передач.
Блок цилиндров отлит из алюминиевого сплава, цилиндры расточены в блоке. В нижней части блока цилиндров расположены опоры коленчатого вала – пять постелей коренных подшипников вала со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Отверстия в блоке цилиндров под коренные подшипники (вкладыши) коленчатого вала обрабатываются в сборе с крышками, поэтому крышки не взаимозаменяемы. На торцевых поверхностях средней (третьей) опоры имеются гнезда для двух упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала.
Коленчатый вал – из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Вал снабжен восемью противовесами, выполненными на продолжении «щек». Противовесы предназначены для уравновешивания сил и моментов инерции, возникающих при движении кривошипно-шатунного механизма во время работы двигателя. Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала стальные, тонкостенные, с антифрикционным покрытием. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединяют каналы, просверленные в теле вала, которые служат для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам вала. На переднем конце (носке) коленчатого вала установлена звездочка привода газораспределительного механизма (ГРМ) и масляного насоса, а также шкив привода вспомогательных агрегатов.
На автомобиле с механической коробкой передач к фланцу коленчатого вала шестью болтами прикреплен маховик, который облегчает пуск двигателя, обеспечивая вывод его поршней из мертвых точек и более равномерное вращение коленчатого вала в режиме работы двигателя на холостом ходу. Маховик отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец для пуска двигателя стартером.
На автомобиле с автоматической коробкой передач к фланцу коленчатого вала прикреплен стальной ведущий диск гидротрансформатора с венцом для пуска двигателя стартером.
Шатуны – кованые стальные, двутаврового сечения. Своими нижними разъемными головками шатуны соединены через вкладыши с шатунными шейками коленчатого вала, а верхними головками – через поршневые пальцы с поршнями. Крышка шатуна крепится к телу шатуна двумя специальными болтами.
Поршни выполнены из алюминиевого сплава. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Два верхних поршневых кольца – компрессионные, а нижнее – маслосъемное. Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из цилиндра в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла со стенок цилиндра при движении поршня.
Поршневые пальцы стальные, трубчатого сечения, плавающего типа (свободно вращаются в бобышках поршней и верхних головках шатунов). От осевого смещения пальцы зафиксированы стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршней.
Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Она центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью болтами. Между блоком и головкой блока цилиндров установлена металлическая прокладка. На противоположных сторонах головки блока цилиндров расположены окна впускных и выпускных каналов.
Свечи зажигания установлены по центру каждой камеры сгорания.
Клапаны газораспределительного механизма в головке блока цилиндров расположены в два ряда, V-образно, по два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Клапаны стальные, выпускные – с тарелкой из жаропрочной стали и наплавленной фаской. Диаметр тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. В головку блока цилиндров запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Сверху на направляющие втулки клапанов надеты маслосъемные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины. Клапан закрывается под действием пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним – на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные вместе сухари имеют форму усеченного конуса, а на их внутренней поверхности выполнены буртики, входящие в проточки на стержне клапана.
К верхней плоскости головки блока цилиндров винтами крепится корпус из алюминиевого сплава, в котором установлены два распределительных вала.
Привод распределительных валов – пластинчатой цепью от звездочки коленчатого вала. Гидромеханическое натяжное устройство автоматически обеспечивает требуемое натяжение цепи в процессе эксплуатации. Каждый вал вращается в трех неразъемных опорах (подшипниках скольжения) корпуса распределительных валов. Один вал приводит впускные клапаны газораспределительного механизма, а другой – выпускные. На каждом валу выполнены восемь кулачков – соседняя пара кулачков одновременно управляет двумя клапанами (впускными или выпускными) каждого цилиндра.
Клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала через рычаги клапанов. Для увеличения срока службы распределительного вала и рычагов клапанов кулачок вала воздействует на рычаг через ролик, вращающийся на оси рычага. Одним концом рычаг опирается на торец стержня клапана, а другим на шаровидную головку гидроопоры рычага, установленную в гнезде головки блока цилиндров. Внутри корпуса гидроопоры установлен гидрокомпенсатор с обратным шариковым клапаном.
Масло внутрь гидроопоры поступает через отверстие в ее корпусе из магистрали в головке блока цилиндров.
Гидроопора автоматически обеспечивает беззазорный контакт кулачка распределительного вала с роликом рычага клапана, компенсируя износ кулачка, рычага, торца стержня клапана, фасок седла и тарелки клапана.
Смазка двигателя – комбинированная. Под давлением масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительных валов, гидроопорам рычагов клапанов, натяжителю цепи. Давление в системе создает масляный насос с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном. Корпус масляного насоса прикреплен к нижней плоскости блока цилиндров и закрыт поддоном картера. Ведущая шестерня насоса приводится цепью от звездочки, расположенной на носке коленчатого вала. Насос через маслоприемник забирает масло из поддона картера и через полнопоточный масляный фильтр подает его в главную магистраль блока цилиндров. От главной масляной магистрали через каналы в блоке цилиндров масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала. От коренных подшипников к шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала. От главной масляной магистрали отходит вертикальный канал в блоке цилиндров для подвода масла к гидроопорам клапанов в головке блока цилиндров и подшипникам распределительных валов в корпусе распределительных валов.
Излишки масла сливаются в поддон картера из корпуса распределительных валов и головки блока цилиндров через специальные дренажные каналы. Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца и пальцы, кулачкам распределительных валов, рычагам клапанов и цепи.
Система вентиляции картера двигателя – принудительная, закрытого типа. В зависимости от режимов работы двигателя (частичная или полная нагрузка, холостой ход) картерные газы попадают во впускной тракт двигателя по шлангам двух контуров. При работе двигателя на холостом ходу и на режимах малых нагрузок, когда разрежение во впускном трубопроводе велико, картерные газы отбираются из-под крышки привода ГРМ и подводятся к впускному трубопроводу – в пространство за дроссельной заслонкой. В полости крышки привода ГРМ расположен маслоотделитель, проходя через который газы очищаются от частиц масла.

Расположение вакуумного клапана 1 и маслоотделителя 2 контура холостого хода системы вентиляции картера на крышке 3 привода ГРМ

Затем, газы по каналу в крышке привода ГРМ поступают к вакуумному клапану и далее по трубке клапана в подогреватель системы вентиляции картера, соединенный с впускным трубопроводом. В зависимости от разрежения во впускном трубопроводе клапан регулирует поток картерных газов, поступающий в цилиндры двигателя.

Подогреватель системы вентиляции картера: 1 – патрубок для соединения с трубкой вакуумного клапана; 2 – патрубок для соединения с впускным трубопроводом; 3 – штуцеры подвода и отвода охлаждающей жидкости

Элементы контура полной мощности системы вентиляции картера: 1 – корпус распределительных валов; 2 – воздушный фильтр; 3 – шланг; 4 – обратный клапан

На режимах полных нагрузок, когда разрежение во впускном трубопроводе снижается, картерные газы из корпуса распределительных валов попадают в цилиндры двигателя через шланг, соединенный со штуцером корпуса, обратный клапан, воздушный фильтр, дроссельный узел и впускной трубопровод.
Для выполнения операций по ремонту двигателя (таких, как снятие цепи привода ГРМ и корпуса привода распределительных валов), связанных с последующей регулировкой фаз газораспределения, необходимо иметь специальный инструмент и приспособления. Конструктивно двигатель выполнен так, что ведущая звездочка цепи привода ГРМ на коленчатом валу и ведомые звездочки на распределительных валах установлены без натяга и не зафиксированы шпонками – крепятся только за счет сил трения, возникающих между торцевыми поверхностями деталей при стягивании болтами. Поэтому, при установке поршня 1-го цилиндра в положение ВМТ такта сжатия требуется индикатор часового типа со специальным переходником (допустимое отклонение от ВМТ ± 0,01 мм) и приспособление для фиксации распределительных валов. В этой связи рекомендуем все операции по ремонту двигателя, связанные с регулировкой фаз газораспределения, выполнять на специализированном сервисе, располагающим необходимым оборудованием.
Системы управления двигателем, питания, охлаждения и выпуска отработавших газов описаны в соответствующих главах.