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:

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Схема ВАЗ-2109

Автомобиль ВАЗ-2109 выпускался на АвтоВАЗе с 1987 по 1997 год. Годы производства 21099: 1990—2004 — в России, 2004—2011 — на Украине. Здесь приводятся цветные схемы проводки (на инжектор и карбюратор) с описанием всех элементов для различных модификаций. Информация предназначена для самостоятельного ремонта авто. Электрические схемы разделены для удобства просмотра через компьютер или смартфон на несколько блоков, также имеются схемы в виде единой картинки с описанием элементов — для распечатки на принтере.

Как и весь автомобиль, его электрооборудование было на среднем уровне, поэтому владельцы девяток должны знать схему электропроводки досконально для текущих ремонтов своими руками.

Модификации ВАЗ-2109

ВАЗ-2109. Базовая модель, которая выпускалась с 1987 по 1997 год, оснащалась карбюраторным двигателем ВАЗ-2108 объемом 1,3 литра и мощностью 64 лошадиные силы.

ВАЗ-21091. Модификация автомобиля с дефорсированным двигателем ВАЗ-21081, объемом 1,1 литр и мощностью 54 лошадиные силы. Выпускалась серийно с 1987 по 1997 год.

ВАЗ-21093. Модификация автомобиля с карбюраторным двигателем ВАЗ-21083, объемом 1,5 литра и мощностью 73,4 лошадиные силы. Серийно выпускалась с 1988 по 2006 год.

ВАЗ-21093i. Модификация с инжекторным двигателем ВАЗ-2111-80, объемом 1,5 литра. первый опытный образец появился в 1994, серийное производство было начато с ноября 1998 года.

ВАЗ 21093-22. Модель изготовленная специально для Финского рынка. Отличается улучшенной отделкой салона, предустановленными «литыми» дисками и новой торпедо. На автомобиль устанавливался инжекторный двигатель объемом 1,5 литра. Выпускался с 1995 по 1998 год.

ВАЗ-210934. Полноприводный внедорожник с кузовом ВАЗ-21093 поставленный на раму «Нивы», на которую уже были установлены подвеска, рулевое управление, двигатель, коробка передач и раздатка от той же модели ВАЗ-2121 «Нива».

ВАЗ 2109-90. Вариант автомобиля, который оснащался компактным двухсекционным роторно-поршневым двигателем Ванкеля объемом 654 см3.

ВАЗ-21096. Экспортная модификация ВАЗ-2109 для стран с левосторонним движением, рулевая колонка располагалась справа.

ВАЗ 21097. Экспортная модификация ВАЗ 21091 с правым рулем.

ВАЗ 21098. Еще одна экспортная модификация, но уже модели ВАЗ 21093 с правосторонним расположением рулевой колонки.

ВАЗ-2109 Carlota. Автомобиль, производимый с 1991 по 1996 год в Бельгии фирмой Scaldia-Volga.

ВАЗ-21099. Следующая самостоятельная модель автомобиля, которая является модификацией «девятки». Этот автомобиль имел 4-дверный, 5-местный кузов типа седан и удлиненный на 200 мм задний свес.

Схема ВАЗ-2109 старые версии

Схема ВАЗ-2109 новые версии

Тут нет датчика износа тормозных колодок (раньше лампа ручного тормоза мигала при поднятом рычаге, и загоралась постоянно при срабатывании датчиков на тормозных колодках).

Схема ВАЗ-2109, 21099 «люкс»

Схема ВАЗ-21099 с европанелью

Схема комбинации приборов для низкой панели

Схемы комбинаций приборов для высокой панели

Схема подключения фароочистителей

Схема подключения фароочистителей на низкой и высокой панелях автомобилей выпуска после 1989 года

Электрооборудование с роторным двигателем

Схема проводки ВАЗ-2109 карбюратор

1. Головная фара.
2. Электродвигатель системы очистки стекол фар. Опциональная деталь, применялась в основном на экспортных машинах.
3. Концевой переключатель для питания лампы освещения моторного отсека.
4. Клаксон.
5. Электрический двигатель привода вентилятора, установленного на радиаторе системы охлаждения.
6. Температурный индикатор, подающий управляющий сигнал для электропривода крыльчатки вентилятора.
7. Генератор переменного тока.
8. Клапан подачи жидкости на стекла фар. Применяется совместно с п. 2.
9. Клапан подачи жидкости на стекло пятой двери.
10. Клапан подачи жидкости на переднее стекло.
11. Свечи системы зажигания.
12. Датчик Холла, служащий для распределения импульсов зажигания.
13. Катушка.
14. Концевой выключатель огней включенной передачи заднего хода.
15. Измеритель температуры жидкости в системе охлаждения.
16. Стартер.
17. Аккумуляторная батарея.
18. Датчик, замеряющий уровень жидкости в усилителе тормозов.
19. Коммутатор, управляющий системой зажигания.
20. Датчик определения положения верхней мертвой точки поршня первого цилиндра. Ставился на некоторые экспортные ВАЗ 2109 с системой диагностики. Встречается только на машинах до 1995 года.
21. Диагностическая колодка. Опциональный элемент, устанавливается совместно с п. 20.
22. Контроллер управления электромагнитным клапаном, установленным в карбюраторе.
23. Блок контактов включения стартера.
24. Концевой переключатель на карбюраторе.
25. Клапан экономайзера.
26. Датчик, сигнализирующий об аварийном снижении давления масла.
27. Привод насоса омывателя.
28. Двигатель крыльчатки вентилятора системы вентиляции и отопления.
29. Сопротивление, обеспечивающее дополнительные скорости вращения вентилятора.
30. Переключатель скоростей.
31. Привод очистителя ветрового стекла.
32. Прикуриватель.
33. Система подсветки рычажков регулировки параметров работы отопителя.
34. Розетка для дополнительного оборудования.
35. Лампа вспомогательного освещения моторного отсека.
36. Система подсветки перчаточного ящика на панели приборов.
37. Монтажный блок реле и плавких вставок.
38. Переключатель освещения панели приборов.
39. Концевик лампы стояночного тормоза.
40. Концевик ламп торможения.
41. Блок рычагов подрулевого переключателя.
42. Переключатель ламп наружного света.
43. Переключатель аварийной сигнализации.
44. Включение задней противотуманной фары.
45. Биметаллический предохранитель противотуманной фары.
46. Переключатель обогрева стекла на пятой двери.
47. Повторители поворотов на передних крыльях.
48. Центральный плафон салонной подсветки.
49. Индивидуальный плафон подсветки.
50. Переключатели работы подсветки на средних стойках.
51. Коммутационный блок зажигания.
52. Замок зажигания.
53. Комбинация приборов «низкого» типа.
54. Концевик «подсоса» на карбюраторе.
55. Задние фонари.
56. Измеритель уровня топлива в баке.
57. Обогрев стекла.
58. Привод заднего дворника.
59. Два плафона подсветки номера.

Электросхема ВАЗ-2109 карбюратор — полный вид:

На всех карбюраторных «девятках» применяется одинаковая система бесконтактного зажигания, построенная на основе электронного коммутатора и датчика Холла.

Характерная для девятки поломка блока управления электроникой возникает из-за того, что корпус пропускает воду, пыль и влагу в виде конденсата. Завод предусмотрел крошечную канавку для стока воды из корпуса, но она постоянно забивается, корпус наполняется водой, и блок управления медленно выходит из строя.

Схема оборудования ВАЗ-2109 инжектор

Электропроводка ВАЗ 2109 на инжектор имеет множество разъемов для подключения датчиков к ЭБУ.

1. ДПДЗ (датчик положения дроссельной заслонки);
2. ДПКВ (датчик положения коленчатого вала);
3. ДТ (датчик температуры);
4. ДСА (датчик скорости автомобиля);
5. Клапан продувки адсорбера;
6. ДМРВ (датчик массового расхода воздуха);
7. ДД (датчик детонации) и другие.

Слабое место жгутов — силовая проводка на нижней полке радиатора, что постоянно подвергается воздействию высоких температур и в этом месте она никак не защищена от воды и грязи. Другая проблема — жгут под ковриком рядом с сиденьем водителя. Там постоянно накапливается влага, а чтобы ее удалить, нужно просушивать пол, неизбежно дергая этот жгут.

С середины 90-х годов на ВАЗ 2109 стали применяться двигатели с системой впрыска, что сильно изменило электрический план моторного отсека и панели приборов. Ниже представлена схема электрики машины 1999 года с ЭСУД типа GM ISFI-2S и Январь 4/4.1.

• 1 — система форсунок;
• 2 — свечи;
• 3 — управляющий модуль зажигания;
• 4 — диагностический разъем;
• 5 — контроллер Дженерал Моторс или Январь;
• 6 — разъем для подключения комбинации приборов;
• 7 — главное реле системы;
• 8 — предохранитель проводки питания контроллера и модуля системы зажигания;
• 9 — защита цепей датчиков замера скорости и расходомера воздуха;
• 10 — защита питания насоса подачи топлива;
• 11 — контроллер бензонасоса;
• 12 — измеритель температуры двигателя;
• 13 — система холостого хода;
• 14 — измеритель детонации;
• 15 — система продувки емкости для улавливания паров топлива;
• 16 — измеритель положения коленчатого вала;
• 17 — измеритель скорости;
• 18 — измеритель расхода воздуха;
• 19 — лямбда-зонд;
• 20 — измеритель угла положения дроссельной заслонки;
• 21 — электрический насос топлива в комплекте с датчиком уровня топлива;
• 22 — подключение системы зажигания;
• 23 — контрольная лампа;
• 24 — замок зажигания;
• 25 — коммутационный блок;
• 26 — вентилятор охлаждения радиатора.

Начиная с 2002 года все ВАЗ 2109 стали комплектоваться только моторами с системой впрыска. На схеме представлена разводка жгутов электрики ЭСУД Bosch MP7.0 (нормы Евро 2) на машине 2003 года с двигателем ВАЗ 2111.

• 1 — четыре форсунки;
• 2 — свечи 2109;
• 3 — модуль распределения зажигания;
• 4 — диагностический разъем, выведенный в салон автомобиля;
• 5 — разъем контроллера Бош;
• 6 — разъем комбинации ламп и приборов;
• 7 — основной коммутационный прибор системы;
• 8 — плавкая вставка основного прибора;
• 9 — контроллер управления параметрами работы вентилятора на радиаторе охлаждения;
• 10 — предохранитель контроллера вентилятора;
• 11 — управляющее реле бензонасоса;
• 12 — предохранитель электропроводки бензонасоса;
• 13 — датчик замера расхода воздуха на впуске;
• 14 — датчик угла открытия дросселя;
• 15 — измеритель температуры двигателя;
• 16 — регулятор параметров холостого хода;
• 17 — датчик замера детонации в цилиндрах;
• 18 — датчик положения коленчатого вала;
• 19 — лямбда-зонд;
• 20 — блок управления иммобилайзером;
• 21 — индикатор состояния иммобилайзера;
• 22 — датчик замера скорости;
• 23 — электрический мотор привода бензонасоса, в одном модуле с ним находится прибор для замера остатка топлива в баке;
• 24 — клапан продувки системы улавливания паров бензина;
• 25 — разъем косы системы зажигания;
• 26 — комбинация приборов с контрольной и предупредительной лампой Check Engine;
• 27 — реле запуска системы зажигания;
• 28 — замок;
• 29 — монтажный и коммутационный блок;
• 30 — вентилятор системы охлаждения.

Схема блока реле и предохранителей 2109

Блоки предохранителей не зависят от используемой системы впрыска топлива — карбюратор или инжектор. БП будут отличаться только по году выпуска авто. То есть монтажные блоки у карбюратора и инжектора одинаковые. Блок предохранителей ВАЗ 2109-099 (карбюратор, инжектор) расположен под капотом, в отсеке перед ветровым стеклом с левой стороны.

Блок предохранителей 2114-3722010-18

K1-реле включения очистителей фар; K2-реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации; K3-реле стеклоочистителя ветрового окна; K4-реле контроля исправности ламп; K5-реле включения стеклоподъемников; K6 — реле включения звуковых сигналов; K7-реле включения электрообогрева заднего стекла; K8-реле включения дальнего света фар; K9-реле включения ближнего света фар; F1-F16 — плавкие предохранители.

Блок предохранителей 2114-3722010-60

K1 — Реле включения очистителей фар, K2 — Реле-прерыватель указателей поворота и аварийной сигнализации, K3 — Реле очистителя ветрового стекла, K4 — Реле контроля исправности ламп стоп-сигнала и габаритных огней, K5 — Реле включения стеклоподъёмников, K6 — Реле включения звукового сигнала, K7 — Реле включения обогрева заднего стекла, K8 — Реле включения дальнего света фар, K9 — Реле включения ближнего света фар, F1 — F16 — Плавкие предохранители, F1 — F20 — Запасные предохранители.

Внимание! Силовые клеммы на генераторе часто разбалтываются, нагреваются, искрят и плавят проводку. Уделите внимание этому моменту при самостоятельном поиске возможных неисправностей.