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. Цикълът на двигателя протича в четири такта (всмукване, компресия, такт, изпускане), като газовете, разширяващи се при изгарянето на сместа, задвижват буталата в цилиндрите, чието възвратно-постъпателно движение се преобразува във въртеливо движение на коляновия вал. Редът на работа на цилиндрите на двигателя (редуващи се ходове в цилиндрите) 1-3-4-2.
Отворете голямо изображение в нов раздел »
Фиг. 2. Двигател: a — 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 колянов и газоразпределителен механизъм на системи за охлаждане, смазване, захранване и запалване.
Мотивилков 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. Към движещи се части - бутала 6, бутални пръстени 5, бутални щифтове 4, свързващи пръти 3, колянов вал I и маховик 15. Буталата, буталните пръстени и буталните щифтове като възел образуват бутална група.
Цилиндровият блок е гръбнакът на двигателя. Върху него и вътре в него са разположени механизми и устройства на двигателя.Представлява група цилиндри, изработени в обща отливка с горната част на картера от специален нисколегиран чугун. Вътре в блока между стените на цилиндрите и външните му стени има специална кухина, наречена охлаждаща риза. Той циркулира охлаждащата течност на охладителната система на двигателя. В долната част на цилиндровия блок има опори (пост-, дали) за основните лагери на коляновия вал на двигателя. За да се увеличи твърдостта, долната равнина на цилиндровия блок е малко по-ниска (с 50 mm) спрямо оста на коляновия вал.
Главата на цилиндъра затваря цилиндрите отгоре и служи за поставяне в нея на клиновидни горивни камери и части на газоразпределителната механика; главата на цилиндъра е направена обща за всички цилиндри и е излята от алуминий сплав. Има канали за вход на горима смес и изход на отработени газове, охлаждаща риза и резбови отвори за запалителни свещи. Седалките и водачите на клапаните, изработени от чугун, са притиснати в главата. Главата е завинтена към цилиндровия блок. Между главата и цилиндровия блок е монтирано метално-азбестово уплътнение, което осигурява херметичността на връзката им. Отгоре към главата на цилиндъра с шпилки е прикрепен лагерен корпус с разпределителен вал и е затворен с капак, под който е монтирано уплътнително уплътнение.
Буталото (фиг. 3) се използва за възприемане на налягането на газовете по време на работния ход и изпълнението на спомагателни цикли (всмукване, компресия, изпускане). Буталото 7 е кух цилиндър, излят от алуминиева сплав. Има плоско дъно 6, глава 5 и пола 8. Дъното на дъното на буталото е подсилено с ребра. В главата на буталото са направени канали 4 за бутални пръстени. В полата на буталото има издатини 3 (уши) с отвори за буталния болт. Полата е овална в напречно сечение, конична по височина и разкроена в долната част. Овалността и конусността на полата предотвратяват засядането на буталото в цилиндъра, а изрезите предотвратяват докосването на буталото с противотежестите на коляновия вал. В допълнение, изрезите в полата намаляват масата на буталото. За по-добро вкарване в 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!
Cis. 3. Бутална група и биела на двигателя:
1 - пръстен за скрепер за масло; 2 - компресионен пръстен: 3 - шеф; 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 черупка; 16 - отвор за смазване.
Буталните пръстени уплътняват кухината на цилиндъра, предотвратяват проникването на газ в картера на двигателя (компресия 2) и навлизането на масло в горивната камера (маслен скрепер I). Освен това те отвеждат топлината 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) остава малка междина (0,2–0,35 mm).
Бутален щифт се използва за свързване на буталото в горния край на мотовилката. Той е тръбен, стоманен, пресован в горната глава на мотовилката с намеса и се върти свободно в издатините на буталото.
Свързващият прът се използва за свързване на буталото към коляновия вал и за предаване на силите между тях. Той е стоманен, кован и се състои от една горна глава 11, прът с I-образно сечение 12 и разделена долна глава 13. Мотовилката е свързана с коляновия вал чрез долната глава. Подвижната половина на долната глава е капачката на мотовилката и е завинтена към нея. 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.
Коляновият вал (фиг. 4) поема силите от свързващите пръти и предава генерирания върху него въртящ момент към трансмисията на автомобила. Той също така задвижва различни механизми на двигателя (газоразпределителен механизъм, маслена помпа, водна помпа и др.). Коляновият вал е петлагерен, излят от специален чугун с висока якост. Състои се от основни 3 и мотовилкови 5 шийки, бузи 4, противотежести 6, предни 2 и задни 7 краища. Основните шийки на коляновия вал са монтирани в лагерите [основните лагери] на картера на двигателя, чиито втулки 11 са тънкостенни биметални, стоманено-алуминиеви. Долните глави на мотовилката са закрепени към шийките на мотовилката на коляновия вал. Биелните лагери се смазват през каналите, свързващи основните шийки с биелните лагери. Бузите свързват главните и биелните шейни на коляновия вал, и противотежестите разтоварват основните лагери от центробежните сили на неуравновесени маси. В предния край на коляновия вал са монтирани верижно зъбно колело за задвижване, ремъчна шайба за задвижване на вентилатор, 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 входящия вал на скоростната кутия. Маховик 10 е завинтен към края на задния край на вала с помощта на специална шайба 8. От аксиални движения коляновият вал е фиксиран от два упорни полупръстена 12, които са монтирани в цилиндровия блок на двигателя от двете страни на задния основен лагер. Освен това на предната страна на лагера е поставен стоманено-алуминиев полупръстен, а на гърба - металокерамичен.
Фиг. 4. Колянов вал и маховик на двигателя:
1 - колянов вал; 2 - преден край; 3 - коренова шийка; 4 - буза; 5 - шийка на свързващия прът; 6 - противотежест; 7 - заден край; 8 - шайба; 9 - болт; 10 - маховик; 11 - лагерна черупка; 12 - постоянен половин пръстен.
Маховикът осигурява равномерно въртене на коляновия вал, съхранява енергия по време на силовия ход, за да завърти вала по време на подготвителните цикли и извежда частите на коляновия механизъм от мъртвите точки. Енергията, съхранявана в маховика, улеснява стартирането на двигателя и гарантира, че колата потегля. Маховикът е масивен диск, излят от чугун. Върху джантата на маховика е притиснато стоманено зъбно колело, предназначено да стартира двигателя с електрически стартер. Частите на съединителя са прикрепени към маховика.
Монтаж на двигателя. Двигателят със съединител и скоростна кутия е монтиран на автомобила върху три еластични опори (две отпред и една отзад). Еластичните стойки намаляват вибрациите на двигателя и омекотяват ударите, предавани на двигателя от неравности по пътя по време на шофиране. Предните опори на двигателя са закрепени към напречната греда на предното окачване на автомобила, а задната опора - към напречната греда на задното окачване на двигателя. Предните опори имат еластични елементи, които представляват гумени възглавници, в които са вулканизирани стоманени шайби със закрепващи болтове. В задната опора гумената възглавница е вулканизирана в стоманена клетка и има стоманена втулка.