Двигателят на автомобил Niva (фиг. 2) е бутален, с вътрешно горене, карбуратор, четиритактов, модел 2121. Има четири цилиндъра, разположени в един ред, и разположение на горните клапани. Горимата смес се приготвя извън цилиндрите (в карбуратора) и се запалва вътре в тях с помощта на електрическа искра. Работният цикъл на двигателя протича в четири такта (всмукване, компресия, силов ход, изпускателна система), и газовете, разширяващи се при изгарянето на сместа, задвижват буталата в цилиндрите, чието възвратно-постъпателно движение се превръща във въртеливо движение на коляновия вал. Ред на запалване на цилиндрите на двигателя (редуване на работните ходове в цилиндрите) 1—3—4—2.
Отворете голямо изображение в нов раздел »
Фиг. 2. Двигател: а - надлъжен разрез; b - напречно сечение:
1 - колянов вал; 2 - вентилатор; 3 - свързващ прът; 4 - бутален щифт; 5 - бутален пръстен; 6 - бутало; 7 - задвижваща верига на разпределителния вал в маслената помпа; 8 - въздушен филтър; 9 - разпределителен вал: 10 - клапан; 11 - капак на главата на цилиндъра; 12 - цилиндрова глава; 13 - охлаждаща риза; 14 - цилиндров блок; 15 - маховик; 16 - маслен съд; 17 - карбуратор: 18 - разпределител на запалването; 19 - запалителна свещ; 20 - горивна помпа; 21 - маслен филтър; 22 - маслена помпа.
1 - колянов вал; 2 - вентилатор; 3 - свързващ прът; 4 - бутален щифт; 5 - бутален пръстен; 6 - бутало; 7 - задвижваща верига на разпределителния вал в маслената помпа; 8 - въздушен филтър; 9 - разпределителен вал: 10 - клапан; 11 - капак на главата на цилиндъра; 12 - цилиндрова глава; 13 - охлаждаща риза; 14 - цилиндров блок; 15 - маховик; 16 - маслен съд; 17 - карбуратор: 18 - разпределител на запалването; 19 - запалителна свещ; 20 - горивна помпа; 21 - маслен филтър; 22 - маслена помпа.
Двигателят се състои от механизъм за синхронизация на коляно и клапани, системи за охлаждане, смазване, захранване и запалване.
Колянов механизъм
Коляновият механизъм е предназначен да преобразува възвратно-постъпателното движение на буталата във въртеливото движение на коляновия вал. Състои се от подвижни и неподвижни части. Фиксираните части включват: (виж фиг. 2): цилиндров блок 14, цилиндрова глава 12 и картер. Движещите се части включват бутала 6, бутални пръстени 5, бутални щифтове 4, свързващи пръти 3, колянов вал 1 и маховик 15. Буталата, буталните пръстени и буталните щифтове, сглобени, образуват бутална група.
Цилиндров блок е скелетът на двигателя. На него и вътре в него са разположени механизмите и устройствата на двигателя. Представлява група цилиндри, изработени в обща отливка с горната част на картера от специален нисколегиран чугун. Вътре в блока, между стените на цилиндъра и външните му стени, има специална кухина, наречена охлаждаща риза. В него циркулира охлаждащата течност на системата за охлаждане на двигателя. В долната част на цилиндровия блок има опори (пост-, ли) за основни лагери на коляновия вал на двигателя. За да се увеличи твърдостта, долната равнина на цилиндровия блок е леко понижена (с 50 mm) спрямо оста на коляновия вал.
Цилиндрова глава затваря цилиндрите отгоре и служи за поставяне на клиновидни горивни камери и части за синхронизация на клапаните; главата на цилиндъра е обща за всички цилиндри и е отлята от алуминиева сплав. Има канали за всмукване на горимата смес и изпускане на отработените газове, охлаждаща риза и резбови отвори за запалителни свещи. Седлата на клапаните и направляващите втулки, изработени от чугун, са притиснати в главата. Главата е прикрепена към цилиндровия блок с болтове. Между главата и цилиндровия блок е монтирано метално-азбестово уплътнение, което осигурява херметичността на връзката им. Корпусът на лагера с разпределителния вал е прикрепен към главата на цилиндъра отгоре с шпилки и е затворен с капак, под който е монтирано уплътнително уплътнение.
Бутало (фиг. 3) служи за възприемане на налягането на газа по време на работния ход и за извършване на спомагателни ходове (всмукване, компресия, изпускане). Буталото 7 е кух цилиндър, излят от алуминиева сплав. Има плоско дъно 6, глава 5 и пола 8. Дъното на буталото е подсилено с ребра. В главата на буталото са направени канали 4 за бутални пръстени. В полата на буталото има уши 3 (глави) с отвори за буталния болт. Полата е изработена в овално сечение, конична на височина и с изрези в долната част. Овалността и конусността на полата предотвратяват задръстване на буталото в цилиндъра, а изрезите предотвратяват докосването на буталото с противотежестите на коляновия вал. В допълнение, изрезите в полата намаляват теглото на буталото. За по-добра адаптация към цилиндрите, външната повърхност на полата на буталото е покрита с тънък слой калай. Отворът в издатините за буталния болт е изместен спрямо диаметралната равнина на буталото (с 2 mm). Това намалява изкривяването и удара на буталото при преминаване през горна мъртва точка!
Цис. 3. Бутална група и мотовилка на двигателя:
1 - пръстен за скрепер за масло; 2— компресионен пръстен: 3 — втулка; 4 - жлебове; 5 - глава; 6 - дъно; 7 - бутало. 8 - пола; 9 - бутален щифт; 10 - свързващ прът; 11 - горна глава; 12 - прът; 13 - долна глава; 14 - болт; 15 - лагерна обвивка; 16 - отвор за смазване.
Бутални пръстени уплътнете кухината на цилиндъра, предотвратявайки проникването на газ в картера на двигателя (компресия 2) и навлизане на масло в горивната камера (скрепер за масло I). Освен това те провеждат топлина от главата на буталото към стените на цилиндъра. Компресионните и маслосъбиращите пръстени са разделени. Изработени са от специален чугун. Благодарение на своята еластичност те прилягат плътно към стените на цилиндъра, докато между отрязаните краища на пръстените (в ключалките) се поддържа малка междина (0,2–0,35 mm).
Бутален болт служи за шарнирно свързване на буталото с горната глава на мотовилката. Той е тръбен, стоманен, притиснат в горната глава на мотовилката с напрежение и се върти свободно в издатините на буталата.
Биела служи за свързване на буталото с коляновия вал и предаване на усилията между тях. Той е стоманен, кован и се състои от еднокомпонентна горна глава 11, прът 12 от I-образно сечение и разглобяема долна глава 13. Долната глава свързва свързващия прът с коляновия вал. Подвижната половина на долната глава е капака на мотовилката и е прикрепена към нея с болтове. Тънкостенни биметални стоманено-алуминиеви втулки 15 на биелния лагер са вкарани в долната глава на мотовилката. В долната глава на свързващия прът има специален отвор 16 за смазване на стените на цилиндъра.
Колянов вал (фиг. 4) поема силите от биелите и предава въртящия момент, създаден върху него, към трансмисията на автомобила. Освен това захранва различни механизми на двигателя (механизъм за синхронизация на клапаните, маслена помпа, водна помпа и др.). Коляновият вал има пет лагера и е излят от специален чугун с висока якост. Състои се от основни 3 и биелни 5 шийки, бузи 4, противотежести 6, предни 2 и задни 7 краища. Основните шийки на коляновия вал са монтирани в лагери (коренови опори) картер на двигателя, чиито втулки 11 са тънкостенни биметални, стоманено-алуминиеви. Долните глави на свързващите пръти са закрепени към шийките на свързващия прът на коляновия вал. Смазването на биелните лагери се извършва чрез канали, свързващи главните шийки с биелните шийки. Бузите свързват главните и биелните шийки на коляновия вал, а противотежестите освобождават основните лагери от центробежните сили на небалансирани маси. Предният край на коляновия вал е оборудван със задвижващо зъбно колело за задвижването на веригата за синхронизация, ремъчна шайба за задвижване на вентилатора, помпа за охлаждаща течност, генератор и тресчотка за ръчно завъртане на вала. В задния край на коляновия вал има специално гнездо за монтиране на лагера на входния вал на скоростната кутия. Маховикът 10 е прикрепен към края на задния край на вала със специална шайба 8 и болтове, закрепени срещу аксиално движение с два упорни полупръстена 12, които са монтирани в цилиндровия блок на двигателя от двете страни на задния основен лагер. Освен това от предната страна на лагера е монтиран стоманено-алуминиев полупръстен, а от задната страна е монтиран металокерамичен полупръстен.
Фиг. 4. Колянов вал и маховик на двигателя:
1 - колянов вал; 2 - преден край; 3 - коренова шийка; 4 - буза; 5 - съединителна греда; 6 - противотежест; 7 - заден край; 8 - шайба; 9 - болт; 10 - маховик; 11 - лагерна обвивка; 12 - тяга половин пръстен.
Маховик осигурява равномерно въртене на коляновия вал, акумулира енергия по време на работния ход за въртене на вала по време на подготвителни ходове и извежда частите на коляновия механизъм от мъртви точки. Енергията, съхранявана от маховика, улеснява стартирането на двигателя и гарантира, че автомобилът започва да се движи. Маховикът е масивен диск, излят от чугун. Върху джантата на маховика е притиснат стоманен зъбен пръстен, предназначен за стартиране на двигателя с електрически стартер. Компонентите на съединителя са прикрепени към маховика.
Монтаж на двигателя. Двигателят със съединител и скоростна кутия е монтиран на автомобила върху три еластични опори (две предни и една задна). Еластичните стойки намаляват вибрациите на двигателя и омекотяват ударите, предавани на двигателя от неравности на пътя, когато автомобилът се движи. Предните опори закрепват двигателя към напречната греда на предното окачване на автомобила, а задната стойка прикрепя двигателя към напречната греда на задното окачване на двигателя. Предните опори имат еластични елементи, които представляват гумени възглавници, в които са вулканизирани стоманени шайби с монтажни болтове. В задната опора гумената възглавница е вулканизирана в стоманена рамка и има стоманена втулка.