Двигатель автомобиля ВАЗ-2106
Оглавление
1. Краткая техническая характеристика машины или двигателя
2. Назначение, устройство и работа КШМ
3. Назначение, устройство и работа ГРМ
4. Назначение системы питания, устройство и работа ее механизмов
5. Назначение систем смазки и охлаждения, устройство и работа их агрегатов
6.Техническое обслуживание двигателя
1. Краткая техническая характеристика машины или двигателя
Двигателями называется машина, превращающая любой вид энергии в механическую. На автомобили ВАЗ-2106 установлен двигатель внутреннего сгорания, то есть тепловой двигатель, в котором используется работа расширения газообразных продуктов сгорания топлива, сжигаемого в специальных камерах.
Двигатель ВАЗ-2106 состоит из следующих механизмов и систем: кривошипношатунного механизма, уравновешивающего механизма, газораспределительного механизма, системы питания, системы смазки, системы охлаждения, системы пуска и системы зажигания.
Остовом двигателя служит блок-картер или картер, которые сверху закрываются головкой, а снизу поддоном. Между головкой и картером, а также между картером и поддоном устанавливают уплотнительные прокладки.
Рис. 1. Двигатель автомобиля ВАЗ-2106: 1 -- коленчатый вал: 2 -- зубчатый шкив коленчатого вала; 3--шкив привода вентилятора водяного насоса и генератора; 4-- храповик; 5 -- крышка привода распределительного вала, 6 -- средняя крышка; 7--шкив генератора; 8 -- зубчатый шкив привода масляного насоса и распределителя зажигания; 9 -- вентилятор; 10 -- блок цилиндров; 11 -- натяжной ролик; 12 -- зубчатый ремень; 13 -- головка блока цилиндров; 14 -- зубчатый шкив распределительного вала; 15 -- верхняя крышка; 16 -- выпускной клапан; 17- впускной клапан; 18 -- распределительный вал; 19-- крышка механизма газораспределения; 20--прокладка головки блока цилиндров; 21 -- маховик; 22 -- кронштейн переда ней опоры; 23 -- буфер подушки передней опоры; 24 -- подушка; 25 -- картер; 26 -- поршень: 27 -- пробка для слива масла; 28 -- шатун; 29 -- поддон.
Все механизмы и системы двигателя размещаются внутри или снаружи остова.
2. Назначение, устройство и работа КШМ
Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. К нему относятся: блок 10 (см. рис. 1) цилиндров, головка 13 блока цилиндров, поршни 25 с компрессионными и маслосъемными кольцами, поршневые пальцы, шатуны 28, коленчатый вал, коренные и шатунные подшипники, маховик 21 и поддон 29.
Блок цилиндров двигателя автомобиля ВАЗ-2106 типа блок-картер отливается из специального высокопрочного низколегированного чугуна вместе с цилиндрами, внутренние поверхности которых обработаны хонингованием. Для увеличения, жесткости конструкции нижняя плоскость блока расположена на 50 мм ниже оси колёнчатого вала, а в зонах опор коренных подшипников имеются оребренные перегородки. Пространство между наружной поверхностью стенок цилиндров и внутренней поверхностью стенок блока образует рубашку. В поперечных перегородках нижней части блока расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые и для правильной сборки пронумерованы. Снизу блок закрывается стальным штампованным поддоном, в котором находится необходимый запас масла. Впереди блока размещены детали привода распределительного вала, закрываемые крышками.
Головки блоков цилиндров двигателей отливаются из алюминиевого сплава, они являются общими для всех цилиндров. В головках выполнена основная часть камеры сгорания, в них имеются также впускные и выпускные каналы и резьбовые отверстия для установки свечей зажигания. Двойные стенки головки образуют пространство, соединенное с рубашкой охлаждения цилиндров, в нем циркулирует охлаждающая жидкость. Головка крепится к блоку цилиндров болтами или шпильками.
Поршень служит для восприятия силы давления газов и передачи ее через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршни двигателя отливаются из алюминиевых сплавов. У поршня различают две части: головку и юбку. Днище головки образует нижнюю часть камеры сгорания и воспринимает давление газов при их расширении. В головке выполнены канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца.
Юбкой называется нижняя часть поршня, которая служит для направления его движения в цилиндре.
Рис. 2. Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя автомобиля ВАЗ-2106: 1 - коленчатый вал; 2 -- вкладыш подшипника нижней головки шатуна; 3 -- поршневой палец; 4-- шатун; 5 -- болт крышки шатуна; 6 -- крышка нижней головки шатуна;7--головка поршня; 8 -- бобышка; 9-- лунки; 10-- маховик; 11-- подшипник ведущего вала коробки передач; 12-- зубчатый венец маховика; 13 -- упорное полукольцо;14 - вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников; 15-вкладыши третьего (центрального) коренного подшипника; 16 -- компрессионные кольца;17--расширительная пружина; 18 -- маслосъемное кольцо; А -- противовес; Б- шатунная шейка; В -- коренная шейка.
Вследствие неодинакового расширения головки и юбки (головка больше нагревается, а поэтому и больше расширяется) диаметр головки делают меньше диаметра юбки. Юбка поршня в поперечном сечении овальная с меньшей осью овала в плоскости поршневого пальца и большей -- в плоскости действия боковых сил, что дает возможность уменьшить зазор между поршнем и цилиндром и исключить стуки при работе холодного двигателя. В средней части поршня в юбке имеются две бобышки 8 для установки поршневого пальца 3.
На днищах поршней двигателя автомобиля ВАЗ-2106 выфрезерованы лунки 9 для предотвращения повреждения деталей механизма газораспределения и самого поршня.
Поршневые кольца, изготовляемые из специального чугуна, имеют разрезы (замки). Два верхних кольца 16 (рис. 2) являются компрессионными, они служат для уменьшения утечки газов. Верхнее компрессионное кольцо хромировано, что повышает его износостойкость и предотвращает появление задиров на гильзах цилиндров, нижнее - фосфатировано.
Третье поршневое кольцо 18 -- маслосъемное, на наружной поверхности оно имеет проточку и несколько щелевидных прорезей для отвода излишнего масла, снимаемого со стенок цилиндра, во внутреннюю полость поршня. На внутренней поверхности маслосъемного кольца проточена канавка, в которую устанавливается стальная расширительная пружина 17.
Поршневой палец 3 (рис. 2) служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он выполнен пустотелым и изготовлен из стали, наружная поверхность его цементирована или закалена токами высокой частоты.
От продольного перемещения, в результате которого могут возникнуть задиры на стенках цилиндров, поршневой палец в двигателе ВАЗ-2106 зафиксирован в верхней головке шатуна путем горячей посадки.
Шатун соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала. Он служит для передачи сил давления газов от поршня на коленчатый вал при рабочем ходе, а при осуществлении вспомогательных тактов -- усилий от коленчатого вала к поршню. Он представляет собой стержень двутаврового сечения с верхней и нижней головками. Нижняя головка делается разъемной, в нее вставлены тонкостенные вкладыши 2.
Коленчатый вал 1 (рис.2) двигателя ВАЗ -- пятиопорный, отливается из специального высокопрочного чугуна и устанавливается в коренных подшипниках, имеющих вкладыши 14 и 15. Вкладыши сталеалюминиевые. Они состоят из двух одинаковых половин, которые от проворачивания удерживаются выступами, входящими в соответствующие пазы. Для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил служат противовесы А, отливаемые вместе с валом. В коренных шейках В, щеках и шатунных шейках Б просверлены каналы для подвода масла к шатунным подшипникам, па переднем конце вала двигателя установлены два шкива, от одного из них с помощью зубчатой ременной передачи осуществляется привод распределительного вала, а также масляного насоса и распределителя зажигания, а от другого обычным клиновым ремнем приводятся вентилятор с центробежным водяным насосом и генератор.
Все эти детали установлены на сегментных шпонках и закреплены храповиком, ввернутым в передний торец вала. Храповик служит для проворачивания коленчатого вала пусковой рукояткой. На заднем конце коленчатого вала установлен чугунный маховик 10. Передний и задний концы коленчатого вала, выходящие из блока, уплотнены резиновыми сальниками. Отвод масла от сальников достигается с помощью маслосгонной резьбы, выполненной на задней шейке вала.
Маховик 10 (см. рис. 2) служит для вывода поршней из мертвых точек, обеспечения; равномерного вращения коленчатого вала, кроме того, способствует за счет своей массы плавному троганию автомобиля. На его обод напрессован стальной зубчатый венец, с помощью которого осуществляется пуск двигателя стартером.
3. Назначение, устройство и работа ГРМ
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска из них отработавших газов. У двигателя ВАЗ-2106 он состоит из распределительного вала (рис.3), рычагов 18 с пружинами 17, впускных 2 и выпускных 19 клапанов с пружинами 7 и 8 и деталями их крепления 5, 6, 9 и 10, деталей привода.
Пятиопорный чугунный распределительный вал с восемью кулачками установлен в корпусе 13, выполненном из алюминиевого сплава и прикрепленном к головке блока цилиндров шпильками с гайками. Распределительный вал приводится во вращение от шкива 4 (рис. 13) коленчатого вала посредством зубчатого ремня 10, который одновременно через шкив 13 осуществляет привод масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса. Шкивы коленчатого и распределительного валов, вала привода масляного насоса зубчатые.
Для натяжения зубчатого ремня имеется натяжной ролик 7, установленный на передвижном кронштейне 11. Ременная передача снаружи закрыта тремя пластмассовыми крышками 3, 5 и 8, детали ее работают без смазки.
Рычаг 18 (см. рис. 12) силой упругости пружины 17 прижат к торцу стержня клапана и сферической поверхности регулировочного болта 14, ввернутого в стальную втулку 15 головки блока цилиндров.
Впускные 2 и выпускные 19 клапаны расположены наклонно в один ряд. Впускной клапан целиком изготовлен из хромоникельмолибденовой стали, а выпускной - из хромоникельмолибденового стержня и приваренной к нему тарелки из хромоникельмарганцевой стали, причем на рабочую поверхность (фаску) тарелки наплавлен жаростойкий сплав.
Рис. 3. Механизм газораспределения двигателя автомобиля ВАЗ-2105:
1- стопорное кольцо; 2 -- впускной клапан; 3 -- направляющая втулка впускного клапана; 4 -- маслоотражательный колпачок; 5 -- опорная шайба наружной пружины; 6-- опорная шайба внутренней пружины; 7 -- внутренняя пружина; 8 -- наружная пружина; 9 -- опорная тарелка пружин; 10 -- сухари; 11 -- распределительный вал; 12 -- упорный фланец; 13 -- корпус подшипников распределительного вала; 14 -- регулировочный болт; 15 -- втулка; 16 -- контргайка; 17 -- шпилечная пружина рычага привода клапана; 18 -- рычаг привода клапана; 19 -- выпускной клапан; 20 -- направляющая втулка выпускного клапана; А -- опорная шейка распределительного вала; Б -- кулачок открытия выпускного клапана; В -- кулачок открытия впускного клапана
Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью головки впускных клапанов имеют больший диаметр, нежели выпускных. Седла клапанов, запрессованные в гнезда головки цилиндров, изготовлены из жаропрочного чугуна. Фаски тарелок клапанов и их седел имеют коническую форму; плотность прилегания тарелок клапанов к седлам достигается путем их шлифовки и последующей притирки.
Стержни клапанов перемещаются в чугунных направляющих втулках 3 и 20, запрессованных в головку блока цилиндров. У каждого клапана на стержне имеются две пружины -- наружная 8 и внутренняя 7. Установка двух пружин уменьшает вибрацию клапана при высоких частотах вращения распределительного вала и предупреждает падение клапана в цилиндр в случае поломки одной из пружин. Пружины удерживаются опорной тарелкой 9, закрепленной на стержне входящим в его выточку разъемными сухарями 10, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса.
Работа механизма газораспределения происходит следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачок набегает на рычаг 18,который, поворачиваясь на сферической опоре регулировочного болта, другим концом нажимает на стержень |клапана и открывает его. При дальнейшем повороте вала кулачок сходит с рычага, и последний возвращается в исходное положение, клапан под действием пружин 7 и 8 закрывается. Между рычагом и затылком кулачка распределительного вала устанавливают тепловой зазор, который обеспечивает плотное закрытие клапана при его удлинении вследствие нагрева во время работы двигателя. При отсутствии или недостаточной величине зазора нарушаются фазы газораспределения, происходит неплотная посадка тарелки клапана в седло и, как следствие, пропуск газов, снижение мощности, быстрое обгорание фаски тарелки клапана. Восстановление зазора производится вращением регулировочного болта 14 при ослабленной контргайке 16.
4. Назначение системы питания, устройство и работа ее механизмов
Система питания служит для хранения, подачи и очистки топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси нужного состава на разных режимах работы двигателя, отвода наружу продуктов сгорания. В нее входят: топливный бак, топливный насос, карбюратор, воздухоочиститель, впускной и выпускной трубопроводы, глушитель, топливопроводы, указатель количества топлива в баке с датчиком и сигнальная лампа красного цвета, загорающаяся при остатке в баке 4,0...6,5 л бензина (на автомобиле ВАЗ).
Топливо. Топливом для двигателей ВАЗ является бензин марки АИ-93. В маркировке бензина буква А означает, что бензин автомобильный буква И указывает метод определения октанового числа (исследовательский). После букв стоит октановое число, которое характеризует стойкость бензина против детонации. Чем больше октановое число бензина, тем меньше его склонность к детонации и тем выше допускаемая степень сжатия, с увеличением которой повышается мощность и улучшается топливная экономичность двигателя.
Детонационная стойкость топлива выявляется в процессе сгорания рабочей смеси в цилиндре двигателя. Сжатая в цилиндре рабочая смесь при нормальных условиях сгорает со скоростью 30...40 м/с. При определенных условиях (использование бензина с низким октановым числом, перегрев двигателя, увеличение угла опережения зажигания и др.) сгорание части смеси в наиболее удаленных от свечи объемах камеры сгорания протекает о огромной скоростью, достигающей 2500 м/с, в результате чего возникает ударная волна и значительно повышается давление. Такое сгорание рабочей смеси называется детонацией. Детонационное сгорание топлива очень вредно отражается на работе двигателя. Признаками детонации являются звонкие стуки в двигателе, потеря им мощности, появление черного дыма из глушителя, что сопровождается резкими хлопками и перегревом двигателя. При детонации значительно увеличивается износ деталей двигателя, возможно их разрушение.
Иногда детонационное сгорание ошибочно смешивают с самовоспламенением рабочей смеси (воспламенением без электрической искры). Самовоспламенение может наступать в перегретом двигателе в конце такта сжатия, когда температура рабочей смеси повышается настолько, что воспламенение может наступать до появления электрической искры. Смесь может также самовоспламениться от соприкосновения с раскаленными электродами свечи зажигания или частицами нагара. При самовоспламенении двигатель продолжает некоторое время работать даже после выключения зажигания, чего нет при детонационном сгорании.
Увеличения стойкости бензина против детонации можно достигнуть, добавляя к нему антидетонатор. Одним из наиболее распространенных антидетонаторов является этиловая жидкость. Количество добавляемой в топливо этиловой жидкости невелико на 1 кг бензина АИ-93 добавляют согласно ГОСТ 2084--77 не более 0,5 г жидкости.
Так как этиловая жидкость является ядом, то и этилированный бензин также ядовит. Поэтому при обращении с ним необходимо соблюдать осторожность: не допускать попадания на тело или одежду, не вдыхать его паров, не засасывать ртом при переливании.
Состав горючей смеси имеет большое значение для: протекания рабочего процесса в цилиндрах двигателя. В зависимости от соотношения бензина и воздуха различают следующие горючие смеси.
Нормальная горючая смесь состоит из 1 кг бензина и 15 кг воздуха. Такое соотношение соответствует теоретически необходимому количеству воздуха для полного сгорания 1 кг бензина.
Обедненная горючая смесь содержит на 1 кг бензина от 15 до 17 кг воздуха.
Бедная горючая смесь имеет в своем составе свыше 17 кг воздуха на 1 кг бензина.
Обогащенная горючая смесь содержит от 13 до 15 кг воздуха на -1 кг бензина.
Богатая горючая смесь на 1 кг бензина содержит менее 13 кг воздуха.
Для нормальной работы двигателя на разных режимах необходимо иметь различный состав горючей смеси.
При пуске и прогреве холодного двигателя в связи с конденсацией части паров бензина на холодных стенках впускных трубопроводов и цилиндров смесь должна быть настолько богатой, чтобы в ней оставалось достаточное количество парообразного топлива для надежного воспламенения.
При низкой частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу количество смеси, поступающей в цилиндр, невелико. Частицы топлива будут значительно удалены друг от друга и перемешаны с остаточными газами, вследствие чего смесь горит медленно, а двигатель работает неустойчиво. Для устойчивой работы двигателя на этом режиме горючая смесь должна быть обогащенной.
На средних нагрузках применяют обедненную смесь, при которой получается наименьший расход топлива. При полных нагрузках для достижения наибольшей мощности двигателя необходимо применять смесь обогащенного состава, обладающую наибольшей скоростью сгорания.
При резком увеличении нагрузок от малых до больших горючая смесь должна кратковременно обогащаться.
Приготовление горючей смеси различного состава осуществляется соответствующими системами карбюратора.
Карбюратор, его системы и работа
Процесс приготовления горючей смеси называется карбюрацией, а прибор, в котором этот процесс осуществляется, карбюратором.
Страницы: 1, 2
