Двигатель
(поперечный разрез)1. Крышка шатуна; 2. Вкладыш шатуна; 3. Шатун; 4. Стартер; 5. Теплоизолирующий щиток стартера; 6. Выпускной коллектор; 7. Впускная труба; 8. Дренажная трубка впускной трубы; 9. Штуцер трубки для отвода охлаждающей жидкости; 10. Наружная пружина клапана; 11. Внутренняя пружина клапана; 12. Сухарь клапана; 13. Тарелка пружин; 14. Маслоотражательный колпачок; 15. Рычаг привода клапана; 16. Пружина рычага привода клапана; 17. Регулировочный болт клапана; 18. Контргайка регулировочного болта; 19. Распределитель зажигания; 20. Стопорная пластина пружины рычага клапана; 21. Втулка регулировочного болта; 22. Направляющая втулка клапана; 23. Седло клапана; 24. Поршень; 25. Эксцентрик для привода топливного насоса; 26. Валик привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 27. Шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания; 28. Топливный насос; 29. Штуцер крепления масляного фильтра; 30. Масляный фильтр; 31. Прокладка; 32. Валик масляного насоса; 33. Ось ведомой шестерни масляного насоса; 34. Корпус масляного насоса; 35. Ведущая шестерня масляного насоса; 36. Пружина редукционного клапана; 37. Редукционный клапан масляного насоса; 38. Крышка масляного насоса; 39. Ведомая шестерня масляного насоса; 40. Приемный патрубок масляного насоса; 41. Установочный выступ на корпусе подшипников распределительного вала; 42. Установочная метка на звездочке распределительного вала; 43. Звездочка распределительного вала; 44. Успокоитель цепи; 45. Звездочка привода масляного насоса, топливного насоса и распределителя зажигания; 46. Цепь привода распределительного вала; 47. Установочная метка на блоке цилиндров; 48. Установочная метка на звездочке коленчатого вала; 49. Звездочка коленчатого вала; 50. Ограничительный палец; 51. Корпус натяжителя цепи; 52. Пружина натяжителя цепи; 53. Стержень натяжителя; 54. Зажимной сухарь стержнь; 55. Колпачковая гайка; 56. Пружинное кольцо; 57. Пружина плунжера; 58. Стопорное кольцо плунжера; 59. Плунжер натяжителя; 60. Башмак натяжителя; 61. Натяжитель; 62. Метка в.м.т. на шкиве коленчатого вала; 63. Метка опережения зажигания на 0?; 64. Метка опережения зажигания на 5?; 65. Метка опережения зажигания на 10?
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 газораспределительного механизма относятся: распределительный вал, клапаны и направляющие втулки, пружины с деталями крепления, рычаги привода клапанов.
Газораспределительный механизм приводится в движение от ведущей звездочки 49 коленчатого вала двухрядной роликовой цепью 46. Распределительный вал оправляющий открытием и закрытием клапанов, чугунный, с закаленными токами высокой частоты трущимися поверхностями кулачков. С 1982 по 1984 г. вместе с изготовлением рычагов 15 из стали 40Х распределительные валы азотировали для повышения износостойкости вместо закалки токами высокой частоты. В результате насыщения поверхности металла азотом и частично углеродом получается упрочненный слой, обеспечивающий повышенную коррозионную стойкость, износостойкость, высокое сопротивление знакопеременным нагрузкам.
Упрочненный слой состоит из зоны химических соединений толщиной до 20 мкм и диффуэионной зоны твердого раствора азота и углерода в d-Fe глубиной до 0,5 мм. С 1985 останавливаются распределительные валы с отбелом кулачков. Эти валы имеют отличительный шестигранный поясок между З-м и 4-м кулачками. Процесс отбеливания заключается в электродуговом оплавлении поверхностей в результате которого образуется слой так называемого "белого"` чугуна, обладающего высокой твердостью. К переднему торцу распределительного вала крепится центральным болтом ведомая звездочка 43. Распределительный вал вращается на пяти опорах в специальном корпусе 26 (см. рис. 3), укрепленном на головке цилиндров в девяти точках. От осевых перемещений распределительный вал удерживается спорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала.
Упорный фланец прикреплен к корпусу подшипников распределительного вала двумя шпильками с гайками. Смазка к трущимся поверхностям распределительного вала подводится от масляной магистрали через канавку на центральной опорной шейке, через сверление по оси вала и отверстия на кулачках и опорных шейках. Клапаны (впускной и выпускной), служащие для периодического открьггия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов, расположены в головке блока цилиндров наклоннов 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. Кроме того, выпускной клапан выполнен составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей износостойкостью на трение и теплопроводностью для отвода теплоты от головки клапана к его направляющей втулке, а головка - из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Впускной клапан изготовлен из хромоникельмолибденовой стали.
Пружины (наружная 10 и внутренняя 11) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от рычага привода. Пружины нижними концами опираются на две опорные шайбы. Верхняя опорная тарелка 13 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 12, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Рычаги 15 стальные, передают усилие от кулачка распределительного вала клапану. Рычаг одним концом опирается на сферическую головку регулировочного болта 17, а другим, имеющим специальную канавку для удержания рычага на клапане, на его торец. Регулировочный болт 17 ввернут во втулку 21, которая, в свою очередь, ввернута в головку цилиндров. Регулировочный болт стопорится контргайкой 18.
Привод вспомогательных агрегатов. Вспомогательные агрегаты двигателя и газораспределительный механизм, приводятся в действие от коленчатого вала с помощью цепной передачи, которая расположена в передней полости блока цилиндров и закрыта крышкой.
Цепная передача состоит из двухрядной втулочно-роликовой цепи 46, ведущей звездочки 49. установленной на коленчатом валу, ведомой звездочки 45 привода вспомогательных агрегатов, ведомой звездочки 43 пределительного вала, успокоителя 44 цепи и натяжителя 61 с башмаком 60. Башмак натяжителя и успокоитель цепи имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. При отворачивании фиксирующей гайки 55 цепь натягивается башмаком 60, на который действуют пружины 52 и 57 через плунжер 59.
Башмак натяжителя вращается вокруг болта крепления. После затяжки гайки 55 стержень 53 зажимается цангами сухаря 54, вследствие чего блокируется пружина 52 натяжителя цепи. При работе двигателя на плунжер 59 воздействует только внутренняя пружина 57, обеспечивающая благодаря зазору 0,2мм в механизме натяжителя компенсацию колебания цепи. Натяжитель 44 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. Длина цепи проверяется на приспособлении, имеющем два ролика диаметром 51,72+0,01 мм, на которые надевают цепь, прикладывая усилие 150 Н к одному из роликов, замеряют расстояние мощу осями. Цепь заменяют, если это расстояние составляет 490 мм удвигателей 2101 и 21011 или 495мм у двигателей 2103.
Валик 26 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса установлен вдоль двигателя и имеет две опорные шейки, винтовую шестерню и эксцентрик 25, который через толкатель приводит в действие топливный насос. Валик отлит из чугуна, поверхность эксцентрика закалена токами высокой частоты на глубину 21-0,5 мм. По оси валика имеется отверстие для подвода масла от передней опоры - к внешней.
Винтовая шестерня валика 26 находится в зацеплении с шестерней 27, которая приводит в действие распределитель зажигания и масляные насос. Шестерня 27 установлена вертикально. вращается в металлокерамической втулке, запрессованной в блок цилиндров. В шестерне выполнено отверстие со шлицами, а которое входят шлицевые концы валиков распределителя зажигания и масляного насоса. Корпус распределителя зажигания установлен на верхней плоскости блока цилиндров и крепится к нему стальной пластиной. Масляный насос крепится болтами к нижней плоскости блока цилиндров.
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 пол - оборота (180?) коленчатого вала.
Впускной клапан начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня к верхней .Мертвой точке (в.м.т.) на расстояние, соответствующее 12 поворота коленчатого вала до в.м.т. 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 поршнем нижней мертвой точки (н. м. т.) на расстоянии, соответствующем 40? поворота коленчатого вала после н.м.т.
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 232?. Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к н. м. т. на расстояние. соответствующее 42? поворота коленчатого вала до н.м.т. 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 в.м.т., т.е. когда коленчатый вал повернется на 10? после в.м.т. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 232?.
Существует такой момент (22? поворота коленчатого вала около в.м.т. 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 0,30 мм между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана на холодном двигателе. Чтобы обеспечить согласованность 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 48 и 42, а также 47 на блоке цилиндров и 41 (выступ) на корпусе подшипников распределительного вала. Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня четвертого цилиндра в в.м.т. в конце такта сжатия метка 41 на корпусе подшипников распределительного вала должна совпадать с меткой 42 на звездочке распределительного вала, а метка 48 на звездочке коленчатого вала с меткой 47 на блоке цилиндров.
Когда полость привода распределительного вала закрыта крышкой, то положение коленчатого вала
можно определить по меткам на шкиве коленчатого вала и крышке привода распределительного вала. При положении поршня четвертого цилиндра в в.м.т. метка 62 на шкиве должна совпадать с меткой 65 на крышке привода распределительного вала. Несовпадение меток на один-два звена цепи приводит к ударам клапанов о поршень и отказу двигателя в работе. Для обеспечения нормальной работы двигателя зазоры между кулачками и рычагами привода клапана устанавливаются равными 0,15 мм на холодном двигателе.
Эти зазоры необходимы для того, чтобы обеспечить правильную работу механизма газораспределения при тепловом расширении деталей на работающем двигателе, (отклонение величины зазоров у различных клапанов на одном двигателе не должно превышать 0,02-0,03 мм. Если зазоры отличаются от указанной величины, то фазы газораспределения искажаются: при увеличенном зазоре клапаны открываются с запаздыванием и закрываются с опережением, а при недостаточном зазоре открываются с опережением и закрываются с запаздыванием. Если зазора нет, то клапаны остаются немного приоткрытыми постоянно, что резко сокращает долговечность клапанов и седел.
Зазоры между кулачками и рычагами привода клапанов устанавливаются следующим образом: повернув коленчатый вал по часовой стрелке до совпадения метки 42 на звездочке распределительного вала с меткой 41 на корпусе подшипников, что соответствует концу такта сжатия в четвертом цилиндре, устанавливают зазор у выпускного клапана четвертого цилиндра (восьмой кулачок) и впускного клапана третьего цилиндра (шестой кулачок). Затем, последовательно поворачивая коленчатый вал на 180 , устанавливают зазоры у клапанов остальных цилиндров в порядке.
Для установки требуемого зазора следует: держа гаечным ключом регулировочный болт 17 рычага, другим ключом ослабить контргайку болта, вставить между рычагом и кулачком распределительного вала щуп толщиной 6,15 мм и гаечным ключом завертывать или отвертывать регулировочный болт 17 с последующим затягиванием контргайки, пока при затянутой контргайке щуп не будет входить с легким защемлением.
