2. ДВИГАТЕЛЬ
2.1 Общее устройство, параметры, рабочий цикл и порядок работы цилиндров двигателя
Общее устройство и принцип работы двигателя. Двигатель — это агрегат, преобразующий какой-либо вид энергии в механическую работу. На отечественных легковых автомобилях устанавливаются поршневые двигатели внутреннего сгорания, в которых тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива внутри цилиндров двигателя преобразуется в механическую работу, используемую для передвижения автомобиля. Расширяющиеся при сгорании рабочей смеси (смесь топлива с воздухом) в цилиндрах двигателя газы воздействуют на поршни, поступательное движение которых преобразуется кривошипно-шатунным механизмом во вращательное движение коленчатого вала, которое в свою очередь передается при помощи агрегатов трансмиссии на ведущие колеса автомобиля, приводя его в движение.
2.2 Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала и передачи крутящего момента на трансмиссию. Он состоит из неподвижных (блока цилиндров, головки цилиндров, картера, поддона картера) и подвижных (поршней с пальцами и кольцами, шатунов, коленчатого вала с подшипниками, маховика) деталей.
Конструктивные особенности деталей кривошипно-шатунного механизма. Блок цилиндров двигателей ВАЗ и МеМЗ отливают вместе с цилиндрами (рис. 8, а, стр. 28), внутренние поверхности которых обрабатывают шлифованием. Пространство между внутренней поверхностью стенок блока и цилиндрами образует рубашку охлаждения 7, заполняемую жидкостью для охлаждения цилиндров. В поперечных перегородках нижней части картера блока расположены пять опор 1 коренных шеек коленчатого вала с крышками 11. Снизу картер блока закрывается поддоном 10 с прокладкой 9, в котором помещается необходимый запас масла для смазочной системы. Торцовая часть блока, в которой размещают детали привода распределительного вала, закрывается крышками.
2.3 Механизм газораспределения
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска из них отработавших газов. Он состоит из распределительного вала, механизма его привода и клапанного механизма (деталей привода клапанов с регулировочными устройствами, клапанов с седлами, пружин и деталей крепления их на клапанах).
На изучаемых двигателях механизм газораспределения с верхним расположением клапанов. При этом клапанный механизм размещается в головке цилиндров.
Привод распределительного вала от коленчатого вала двигателя может осуществляться зубчатым ремнем (ВАЗ-2108, -2105, МеМЗ-245) или зубчатой цепью (ВАЗ-2106, Y3AM-331 и 412).
2.4 Система охлаждения
При сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателя температура газов достигает 2500°С, а в среднем при работе двигателя составляет 800... 900°С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может привести к заклиниванию поршней в цилиндре, обгоранию головок клапанов, выгоранию смазки, выплавлению вкладышей подшипников и другим неисправностям. Для предупреждения этого в двигателе необходимо поддерживать определенный тепловой режим, что обеспечивается системой охлаждения, которая служит для отвода излишнего тепла от нагретых деталей. В системе охлаждения температура охлаждающей жидкости на всех режимах работы двигателя должна поддерживаться в пределах 80... 100°С. На всех отечественных автомобилях применяются жидкостные системы охлаждения закрытого типа, которые сообщаются с атмосферой через специальные клапаны при определенном избыточном давлении или разрежении. Циркуляция охлаждающей жидкости осуществляется принудительно при помощи жидкостного насоса.
2.5 Смазочная система
Назначение смазочной системы заключается в подводе к трущимся деталям двигателя достаточного количества масла, необходимого для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, охлаждения их поверхностей, удаления частиц металла, образующихся вследствие износа, и защиты деталей от коррозии.
Общее устройство и принцип действия смазочной системы. В смазочную систему входят: масляный насос с редукционным клапаном, масляный фильтр с перепускным клапаном, маслозаливная горловина с пробкой, маслоизмерительный стержень, поддон картера двигателя с пробкой для слива масла, датчик и указатель или контрольная лампа давления масла, а также система вентиляции картера.
2.6 Система питания
Система питания двигателя предназначена для хранения, очистки и подачи топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления горючей смеси нужного состава для работы двигателя на разных режимах и выпуска отработавших газов (продуктов сгорания) в атмосферу.
Общее устройство и принцип действия системы питания. Система питания включает в себя топливный бак, датчик и указатель уровня топлива, топливный насос, топливные фильтры, топливопроводы, воздушный фильтр, карбюратор, впускной и выпускной трубопроводы, а также систему выпуска отработавших газов (трубопроводы, глушители).
2.7 Приборы подачи топлива и воздуха
Топливный бак предназначен для хранения запаса топлива. Топливные баки изучаемых автомобилей изготовлены из освинцованного с двух сторон стального листа (на автомобилях АЗЛК может устанавливаться пластмассовый бензобак) и имеют одинаковые составные части: заливную горловину с крышкой, топливозаборную трубку с сетчатым фильтром, датчик указателя уровня топлива. Кроме того, топливный бак может иметь вентиляционную трубку для выхода воздуха из бака при заправке, трубку для слива излишков топлива от карбюратора в топливный бак, а также сепаратор (имеется только в системе питания двигателя ВАЗ-2108).
2.8 Карбюратор
Процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом называется карбюрацией, а прибор, в котором совершается этот процесс, — карбюратором. Таким образом карбюратор служит для приготовления из топлива и воздуха горючей смеси. Горючая смесь поступает затем в цилиндры двигателя и, смешиваясь с остатками отработавших газов, образует рабочую смесь, которая, сгорая в цилиндрах двигателя, превращается в отработавшие газы (см. рис. 31).
2.9 Системы впрыска бензина
На часть автомобилей ВАЗ устанавливаются двигатели с системами впрыска бензина. На автомобилях ВАЗ-21083-20, -21093-20, -21099 и -21102 устанавливается двигатель модели ВАЗ-2111-80 с системой распределенного впрыска топлива типа Мотроник, а на автомобилях ВАЗ-21044 и -21214 — двигатели, оборудованные системой центрального одноточечного впрыска топлива типа Моно-Мотроник.
2.10 Впускной и выпускной трубопроводы и система выпуска отработавших газов
Впускной трубопровод служит для подачи приготовленной в карбюраторе горючей смеси в цилиндры двигателя, а выпускной трубопровод — для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя в систему выпуска газов и глушения шума.
Впускной и выпускной трубопроводы (коллекторы) на изучаемых двигателях крепятся на шпильках к головкам цилиндров через уплотнительные прокладки. Впускной трубопровод имеет двойные стенки, между которыми циркулирует жидкость из системы охлаждения двигателя, что позволяет подогревать горючую смесь для улучшения смесеобразования.