Budowa silnika samochodów VAZ-2106 i VAZ-2103 (VAZ-2106)

Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Otwórz duży obraz w nowej karcie »

---

Samochody są wyposażone w silniki o tej samej konstrukcji, ale o różnej objętości cylindrów. Różnią się one przede wszystkim wymiarami bloku cylindrów, tłoków, wału korbowego i elementów napędu łańcuchowego.

Blok cylindrów

Blok cylindrów 18 odlany jest ze specjalnego żeliwa. Cylindry blokowe są podzielone według średnicy na pięć klas, oznaczonych literami A, B, C, D, E, w odstępach co 0,01 mm. Klasa cylindra jest oznaczona na dolnej płaszczyźnie bloku naprzeciwko każdego cylindra. Cylinder i współpracujący z nim tłok muszą być tej samej klasy, aby zapewnić luz między tłokiem i cylindrem wynoszący 0,05–0,07 mm. Średnice cylindrów każdej klasy wynoszą:

Klasa	Średnica cylindra silników 2101, 2103	Średnica cylindra silników 21011, 2106
A	76,000-76,010	79,000-79010
W	76,010-76,020	79,010-79,020
Z	76,020-76,030	79,020-79,030
D	76,030-76,040	79,030-79,040
Mi	76,040-76,050	79,040-79,050

W dolnej części bloku cylindrów znajduje się pięć łożysk głównych wału korbowego z cienkościennymi tulejami stalowo-aluminiowymi. Otwory pod łożyska wału korbowego w bloku cylindrów są obrabiane razem z pokrywami 2. Dlatego też pokrywy łożysk nie są zamienne i dla rozróżnienia znajdują się oznaczenia na ich zewnętrznej powierzchni.

W podporze tylnej znajdują się gniazda do montażu półpierścieni oporowych 36, które zabezpieczają wał korbowy przed ruchami osiowymi. Z przodu zamontowany jest półpierścień stalowo-aluminiowy, a z tyłu półpierścień metalowo-ceramiczny (żółty kolor), nasączone olejem. Wartość luzu osiowego wału korbowego podczas montażu silnika powinna mieścić się w granicach 0,06-0,26 mm. Jeżeli podczas eksploatacji szczelina przekroczy maksymalną dopuszczalną wartość (0,35 mm), należy wymienić półpierścienie oporowe na nowe lub naprawić je, powiększone o 0,127 mm. Rowki znajdujące się po jednej stronie półpierścieni muszą być skierowane w stronę powierzchni oporowych wału korbowego.

W przedniej części bloku cylindrów znajduje się wnęka napędu mechanizmu rozrządu zaworowego, zamknięta pokrywą 8. Z tyłu do bloku cylindrów przymocowany jest uchwyt 35 tylnego uszczelniacza olejowego. Uszczelki samouszczelniające zamontowane są w pokrywie 8 i uchwycie 35. Po lewej stronie bloku zamontowany jest wał 12 napędu jednostki pomocniczej. Tuleje stalowo-aluminiowe 51 wciskane są w otwory przeznaczone na łożyska toczne.

Głowica cylindra

Głowica cylindra nr 19 jest typowa dla silników czterocylindrowych, odlana ze stopu aluminium. Żeliwne gniazda zaworów i tuleje prowadzące są wciskane w głowicę. Otwory w tulejach prowadzących posiadają spiralne rowki ułatwiające smarowanie. Aby ograniczyć przedostawanie się oleju do komory spalania przez szczeliny między tuleją a trzonkiem zaworu, stosuje się metalowo-gumowe kołpaki odchylające olej.

Głowica cylindra jest przymocowana do bloku cylindrów za pomocą jedenastu śrub. Pomiędzy głowicą a blokiem cylindrów znajduje się uszczelka wykonana z materiału azbestowego na ramie metalowej i impregnowana grafitem.

Tłoki

Tłoki 15 wykonane są ze stopu aluminium i pokryte warstwą cyny, aby poprawić docieranie. Płaszcz tłoka ma owalny przekrój i stożkową wysokość. Dodatkowo w piastach tłoków odlane są stalowe płytki sterujące temperaturą. Wszystko to ma na celu kompensację nierównomiernego odkształcenia termicznego tłoka podczas nagrzewania. Piasty tłoka posiadają otwory służące do przepływu oleju do sworznia tłokowego.

Otwór na sworzeń tłokowy jest przesunięty o 2 mm od osi symetrii w prawą stronę silnika, co zmniejsza stukanie tłoka przy przechodzeniu przez GMP. Dlatego też w pobliżu otworu na sworzeń tłokowy znajduje się znak "P", który podczas montażu powinien być skierowany w stronę przodu silnika.

Tłoki, podobnie jak cylindry, są sortowane według średnicy zewnętrznej na pięć klas, każda co 0,01 mm, oraz według średnicy otworu pod sworzniem tłokowym - na trzy kategorie, każda co 0,001 mm, oznaczone cyframi 1, 2, 3. Klasa tłoka (litera) i kategoria otworu pod sworzniem tłokowym (numer) są wybite na spodzie tłoka. Tłoki w tym samym silniku muszą być dobrane wagowo z maksymalnym dopuszczalnym odchyleniem (2,5 g).

Sworznie tłokowe

Sworznie tłokowe 14, 16 i 17 wykonane są z żeliwa. Zewnętrzna powierzchnia górnego pierścienia dociskowego 17 jest chromowana w celu zwiększenia odporności na zużycie i posiada generatrix o kształcie beczki, co poprawia docieranie. Pierścień dociskowy dolny 16 - typ zgarniający (z rowkiem na powierzchni zewnętrznej), fosforowany.

Pierścień należy zamontować rowkiem skierowanym w dół. Pierścień zgarniający olej 14 posiada szczeliny na olej usunięty z cylindra oraz wewnętrzną sprężynę śrubową (ekspander).

Korbowody

Korbowody 49 - stalowe, kute, z dzieloną głowicą dolną, w której osadzone są panewki łożysk korbowodowych. Korbowód jest obrabiany razem z pokrywą, dlatego podczas montażu numery na korbowodzie i pokrywie muszą być takie same.

Wał korbowy

Wał korbowy 1 - pięciołożyskowy, odlewany z żeliwa. Czopy wału utwardzane są prądami wysokiej częstotliwości na głębokość 2-3 mm. Na tylnym końcu wału korbowego znajduje się gniazdo na przednie łożysko wału głównego skrzyni biegów, wzdłuż którego zewnętrznej średnicy wycentrowane jest koło zamachowe 31. Koło zamachowe jest zamontowane na wale korbowym tak, aby znak (stożkowate zagłębienie w pobliżu zębatego wieńca koła zamachowego) a oś czopu korbowodu pierwszego cylindra znajdowały się w tej samej płaszczyźnie i były odchylone od osi wału korbowego.

Wkładki

Panewki łożyska głównego i korbowodu są cienkościenne, stalowo-aluminiowe. Wszystkie łożyska korbowodowe są identyczne i zamienne. Górne tuleje 1., 2., 4. i 5. łożyska głównego są identyczne, z rowkiem na powierzchni wewnętrznej, natomiast dolne nie mają rowka. Panewki trzeciego łożyska głównego różnią się od pozostałych większą szerokością oraz brakiem rowka na powierzchni wewnętrznej.

Mechanizm dystrybucji gazu

Mechanizm dystrybucji gazu zapewnia, że cylindry silnika są napełniane mieszanką palną, a spaliny są uwalniane zgodnie z kolejnością pracy cylindrów i ustawieniami zaworów dostosowanymi do silnika. Części mechanizmu obejmują: wałek rozrządu, zawory i tuleje prowadzące, sprężyny z elementami mocującymi, dźwignie napędu zaworów.

Wałek rozrządu, który steruje otwieraniem i zamykaniem zaworów, jest wykonany z żeliwa. Powierzchnie trące krzywek są wybielone. Proces ten polega na topieniu powierzchni łukiem elektrycznym, w wyniku czego powstaje warstwa tzw. "białego" żeliwa, które charakteryzuje się dużą twardością. Wał obraca się na pięciu podporach w specjalnej obudowie 26 (patrz 3), i jest zabezpieczony przed przesunięciami osiowymi za pomocą kołnierza oporowego umieszczonego w rowku przedniego czopu podporowego wału.

Zawory (wlot i wylot) umieszczone są w głowicy cylindra pod kątem w jednym rzędzie. Głowica zaworu dolotowego ma większą średnicę, co zapewnia lepsze napełnianie cylindra, a faza robocza zaworu wydechowego, który pracuje w wysokich temperaturach w agresywnym środowisku spalin, ma powierzchnię ze stopu odpornego na ciepło. Sprężyny 10 i 11 (rysunek 4) dociskają zawór do gniazda i zapobiegają jego zsunięciu się z dźwigni napędowej. Górna płytka podporowa 13 sprężyn utrzymywana jest na trzonku zaworu za pomocą dwóch krakersów 12, które po złożeniu mają kształt ściętego stożka.

Dźwignie 15 przenoszą siłę z krzywki wałka rozrządu na zawór. Jeden koniec dźwigni opiera się na kulistej głowicy śruby regulacyjnej 17, a drugi na końcu zaworu. Śrubę regulacyjną wkręca się w tuleję 21 i blokuje nakrętką zabezpieczającą 18.

Napęd jednostki pomocniczej

Agregaty pomocnicze silnika oraz mechanizm rozrządu zaworowego napędzane są od wału korbowego za pomocą przekładni łańcuchowej. Składa się z dwurzędowego łańcucha tulejowo-rolkowego 46, zębatki napędowej 49 na wale korbowym, zębatki napędowej 43 wałka rozrządu, prowadnicy łańcucha 44 i napinacza 61 z klockiem 60. Klocek napinacza i prowadnica łańcucha mają stalową ramę z warstwą wulkanizowanej gumy.

Po poluzowaniu nakrętki blokującej 55 łańcuch jest napinany przez szczękę 60, na którą działają sprężyny 52 i 57 poprzez tłok 59. Szczęka napinacza obraca się wokół śruby mocującej. Po dokręceniu nakrętki 55 pręt 53 zostaje zaciśnięty przez tuleje zaciskowe napinacza 54, w wyniku czego sprężyna 52 napinacza łańcucha zostaje zablokowana. Podczas pracy silnika na tłok 59 oddziałuje wyłącznie wewnętrzna sprężyna 57, która dzięki szczelinie wynoszącej 0,2-0,5 mm w mechanizmie napinacza kompensuje drgania łańcucha. Tłumik łańcucha 44 tłumi drgania przedniej gałęzi łańcucha. Łańcuch rozciąga się, gdy silnik pracuje. Uważa się, że jest sprawny, jeżeli napinacz zapewnia napięcie, tj. jeśli łańcuch rozciągnął się nie więcej niż o 4 mm.

Wałek 26 napędu pompy olejowej, rozdzielacza zapłonu i pompy paliwa zamontowany jest wzdłuż silnika i posiada dwa czopy podporowe, koło zębate śrubowe i mimośród 25, który napędza pompę paliwa za pomocą popychacza. Koło zębate śrubowe wału 26 zazębia się z kołem zębatym 27, które napędza rozdzielacz zapłonu i pompę oleju. Koło zębate 27 obraca się w tulei metalowo-ceramicznej wciśniętej w blok cylindrów. Koło zębate ma otwór z rowkami, do którego pasują rowkowane końce wałków rozdzielacza i pompy oleju.

Działanie silnika

W trakcie jednego cyklu pracy silnika w cylindrze zachodzą cztery suwy – zasysanie gorącej mieszanki, sprężanie, suw pracy oraz wydech spalin. Suwy te wykonywane są podczas dwóch obrotów wału korbowego, tj. Każdy suw odpowiada połowie obrotu (180°) wału korbowego.

Zawór dolotowy zaczyna się otwierać o 12° zanim tłok osiągnie górny martwy punkt (GMP). Jest to konieczne, aby mieć pewność, że zawór będzie całkowicie otwarty, gdy tłok porusza się w dół. Zawór zamyka się o 40° po przekroczeniu przez tłok dolnego martwego punktu (DMP). Dzięki ciśnieniu bezwładnościowemu strumienia zasysanej mieszanki palnej, przepływa ona dalej do cylindra już wtedy, gdy tłok zaczął się poruszać ku górze, dzięki czemu zapewnione jest lepsze wypełnienie cylindra.

Zawór wydechowy zaczyna się otwierać 42° przed najwyższym martwym punktem. W tym momencie ciśnienie w cylindrze jest nadal dość wysokie, a gazy zaczynają intensywnie wypływać z cylindra. Zawór zamyka się o 10° po przekroczeniu przez tłok GMP.

Istnieje moment (22° obrotu wału korbowego w pobliżu GMP), gdy oba zawory są otwarte jednocześnie - dolotowy i wydechowy. Pozycję tę nazywamy zachodzeniem zaworów na siebie. Dzięki krótkiemu odstępowi czasowemu, nakładanie się zaworów nie powoduje przedostawania się spalin do kolektora dolotowego, lecz wręcz przeciwnie, bezwładność strumienia spalin powoduje zasysanie mieszanki palnej do cylindra i poprawia jego wypełnienie.

Aby zapewnić, że czasy otwierania i zamykania zaworów są skoordynowane z kątami obrotu wału korbowego (te. zapewnić prawidłową instalację rozrządu zaworowego), na kołach zębatych wału korbowego i wałka rozrządu znajdują się oznaczenia 48 i 42, na bloku cylindrów - 47, a na obudowie łożyska wałka rozrządu - 41 (występ). Jeżeli rozrząd zaworów jest ustawiony prawidłowo, to gdy tłok czwartego cylindra znajduje się w GMP na końcu suwu sprężania, znak 41 powinien pokrywać się ze znakiem 42, a znak 48 ze znakiem 47. Gdy komora napędu wałka rozrządu jest zamknięta pokrywą, położenie wału korbowego można określić za pomocą znaków na kole pasowym wału korbowego i pokrywie napędu wałka rozrządu.

Aby zapewnić prawidłową pracę mechanizmu rozrządu zaworowego w przypadku rozszerzalności cieplnej części w pracującym silniku, luzy między krzywkami rozrządu a dźwigniami napędu zaworowego ustawione są na wartość równą 0,15 mm w zimnym silniku. Jeżeli odstępy są większe, zawory otwierają się później i zamykają wcześniej. Jeżeli nie ma szczeliny, zawory w pracującym silniku pozostaną lekko otwarte. W rezultacie żywotność zaworów i gniazd ulegnie znacznemu skróceniu, a moc silnika spadnie.