Двигатель автомобиля Лада Приора — описание конструкции

Двигатель автомобиля Лада Приора (ВАЗ-21126) — бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами. Порядок работы цилиндров: 1–3–4–2, отсчет — от шкива привода генератора. Система питания — фазированный распределенный впрыск топлива (нормы токсичности Евро-3).
Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат — единый блок, закрепленный в моторном отсеке на четырех эластичных резинометаллических опорах. Правая и передняя опоры силового агрегата крепятся к кронштейнам, расположенным на передней стенке блока цилиндров, задняя опора — к кронштейну, закрепленному на задней стенке головки блока цилиндров, а левая — к кронштейну, установленному на картере коробки передач. Правая и левая опоры силового агрегата аналогичны по конструкции. Передняя и задняя опоры силового агрегата одинаковы между собой.

Силовой агрегат (вид спереди по ходу автомобиля):
1 — кронштейн крепления генератора и передней опоры силового агрегата;
2 — генератор;
3 — ремень привода генератора;
4 — кронштейн верхнего крепления генератора;
5 — кронштейн правой опоры силового агрегата;
6 — датчик фаз;
7 — передняя верхняя крышка привода ГРМ;
8 — задняя крышка привода ГРМ;
9 — впускной трубопровод;
10 — катушка зажигания;
11 — дроссельный узел;
12 — крышка маслозаливной горловины;
13 — крышка головки блока цилиндров;
14 — датчик сигнализатора недостаточного давления масла;
15 — корпус подшипников распределительных валов;
16 — головка блока цилиндров;
17 — корпус термостата;
18 — крышка термостата;
19 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости;
20 — указатель уровня масла в коробке передач;
21 — крон штейн левой опоры силового агрегата;
22 — коробка передач;
23 — стартер;
24 — пробка сливного отверстия охлаждающей жидкости;
25 — шланг вентиляции картера;
26 — датчик детонации;
27 — поддон картера;
28 — указатель уровня масла;
29 — блок цилиндров

Справа на двигателе расположены: привод газораспределительного механизма и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем), привод генератора (поликлиновым ремнем), масляный насос, датчик положения коленчатого вала.
Слева расположены: термостат, датчик температуры охлаждающей жидкости, датчик указателя температуры охлаждающей жидкости, датчик сигнализатора недостаточного давления масла, стартер (на картере сцепления).

Двигатель (вид сзади по ходу автомобиля):
1 — диагностический датчик концентрации кислорода;
2 — маховик;
3 — катколлектор;
4 — блок цилиндров;
5 — управляющий датчик концентрации кислорода;
6 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости;
7 — крышка термостата;
8 — корпус термостата;
9 — регулятор холостого хода;
10 — датчик сигнализатора недостаточного давления масла;
11 — дроссельный узел;
12 — датчик положения дроссельной заслонки;
13 — крышка маслозаливной горловины;
14 — впуск ной трубопровод;
15 — рым;
16 — крышка головки блока цилиндров;
17 — передняя верхняя крышка привода ГРМ;
18 — задняя крышка привода ГРМ;
19 — корпус подшипников распределительных валов;
20 — кронштейн задней опоры силового агрегата;
21 — головка блока цилиндров;
22 — передняя нижняя крышка привода ГРМ;
23 — ремень привода генератора;
24 — масляный фильтр;
25 — крышка масляного насоса;
26 — датчик положения коленчатого вала;
27 — шкив привода генератора;
28 — поддон картера;
29 — пробка маслосливного отверстия.

Спереди: впускной трубопровод, топливная рампа с форсунками, датчик детонации, указатель уровня масла, генератор (внизу справа), датчик фаз (вверху справа).
Сзади: катколлектор, масляный фильтр, подводящая труба насоса охлаждающей жидкости.

Двигатель (вид слева по ходу автомобиля):
1 — маховик;
2 — верхняя крышка картера сцепления;
3 — блок цилиндров;
4 — генератор;
5 — датчик указателя температуры охлаждающей жидкости;
6 — датчик температуры охлаждающей жидкости ЭСУД;
7 — форсунка;
8 — топливная рампа;
9 — датчик недостаточного давления масла;
10 — шланг вентиляции картера;
11 — впускной трубопровод;
12 — крышка головки блока цилиндров;
13 — крышка маслозаливной горловины;
14 — дроссельный узел;
15 — корпус подшипников распределительных валов;
16 — головка блока цилиндров;
17 — корпус термостата;
18 — крышка термостата;
19 — управляющий датчик концентрации кислорода;
20 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости;
21 — катколлектор;
22 — диагностический датчик концентрации кислорода

Сверху (под пластмассовой крышкой) расположены впускной трубопровод, дроссельный узел, катушки и свечи зажигания.
Корпус воздушного фильтра с датчиком массового расхода воздуха расположен в моторном отсеке слева от двигателя.

Двигатель (вид справа по ходу автомобиля):
1 — пробка маслосливного отверстия;
2 — поддон картера;
3 — крышка масляного насоса;
4 — датчик положения коленчатого вала;
5 — катколлектор;
6 — масляный фильтр;
7 — шкив привода генератора;
8 — подводящая труба насоса охлаждающей жидкости;
9 — кронштейн задней опоры силового агрегата;
10 — регулятор холостого хода;
11 — впуск ной трубопровод;
12 — датчик положения дроссельной заслонки;
13 — дроссельный узел;
14 — крышка маслозаливной горловины;
15 — передняя верхняя крышка привода ГРМ;
16 — кронштейн правой опоры силового агрегата;
17 — кронштейн верхнего крепления генератора;
18 — блок ци- линдров;
19 — передняя нижняя крышка привода ГРМ;
20 — генератор;
21 — ремень привода ГРМ;
22 — кронштейн крепления генератора и передней опоры силового агрегата

Маркировка класса цилиндра на нижней плоскости блока цилиндров

Блок цилиндров отлит из чугуна, цилиндры расточены непосредствен но в блоке. Номинальный диаметр цилиндра — 82,00 мм с допуском +0,05 мм. Расчетный минимальный зазор между поршнем и цилиндром (для новых деталей) должен быть равен 0,025–0,045 мм. Он определяется как разность размеров минимального диаметра цилиндра и максимального диаметра поршня и обеспечивается установкой в цилиндр поршня того же класса, что и цилиндр. В зависимости от полученных при механической обработке размеров (диаметров), цилиндры и поршни разбиты на три класса. Класс каждого цилиндра в соответствии с его диаметром маркируется латинскими буквами на нижней плоскости блока цилиндра: А — 82,00–82,01; В — 82,01– 82,02; С — 82,02–82,03 (мм).

Отверстия в блоке цилиндров под винты крепления головки блока цилиндров имеют резьбу М10?1,25 мм (в отличие от отверстий с резьбой М12?1,25 мм для блоков цилиндров восьмиклапанных двигателей ВАЗ-2111 и ВАЗ-21114).
В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Отверстия в блоке цилиндров под подшипники обрабатываются при установленных крышках, поэтому крышки не взаимозаменяемы и для отличия маркированы рисками на наружной поверхности (см. «Разборка и сборка двигателя»).

Упорные полукольца коленчатого вала:
1 — заднее;
2 — переднее

На торцевых поверхностях средней опоры блока цилиндров выполнены проточки для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Спереди (со стороны шкива привода генератора) устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, а сзади — металлокерамическое.
Полукольца должны быть обращены канавками (на эту поверхность нанесено антифрикционное покрытие) к упорным поверхностям коленчатого вала. Полукольца поставляются номинального и увеличенного на 0,127 мм размеров. Если осевой зазор (люфт) коленчатого вала превышает 0,35 мм, то необходимо заменить одно или оба полукольца для достижения номинального зазора 0,06–0,26 мм.

Расположение форсунок охлаждения поршней

Для охлаждения поршней во время работы двигателя их днища омываются снизу маслом через специальные форсунки, запрессованные в блок цилиндров в районе второй, третьей, четвертой и пятой опор коренных подшипников.

Крышка 1 и вкладыш 2 коренного подшипника коленчатого вала

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала — тонкостенные, сталеалюминиевые. Верхние вкладыши коренных подшипников (устанавливаемые в опоры блока цилиндров) — с канавкой на внутренней поверхности. Нижние вкладыши коренных подшипников, устанавливаемые в крышки, выполнены без канавки, так же как и вкладыши шатунных подшипников. Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мм.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Номинальный диаметр коренных шеек вала составляет 50,799–50,819 мм, а шатунных — 47,83–47,85 мм. Вал снабжен восемью противовесами, отлитыми заодно с ним. В сравнении с коленчатыми валами двигателей с рабочим объемом 1,5 л (автомобилей «десятого» семейства) коленчатый вал двигателя «Приоры» имеет увеличенный на 2,3 мм радиус кривошипа, обеспечивающий ход поршня 75,6 мм.

Заглушка масляного канала коленчатого вала

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединяют каналы, выходные отверстия которых закрыты запрессованными заглушками. При больших пробегах автомобиля и, особенно, после шлифовки вала во время его ремонта, следует очищать каналы от скопившихся отложений. Заглушки повторно использовать нельзя — их заменяют новыми.
На переднем конце (носке) коленчатого вала установлен зубчатый шкив привода газораспределительного механизма и шкив привода генератора, одновременно служащий демпфером крутильных колебаний коленчатого вала (за счет упругого элемента между центральной и наружной частями шкива). На заднем конце коленчатого вала шестью болтами (болты устанавливаются на резьбовой герметик) через общую шайбу закреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец, служащий для пуска двигателя стартером.

Поверхности разлома крышки 1 и шатуна 2

Шатуны облегченные (в сравнении с шатунами двигателей автомобилей «десятого» семейства), стальные, двутаврового сечения. При изготовлении шатуна применяется метод контролируемого отламывания его нижней крышки. При сборке такого шатуна обе его части стыкуются практически идеально, обеспечивая полное совпадение разлома во всех направлениях. Крепится крышка к шатуну двумя винтами (с резьбой М9?1 мм), которые вворачиваются в отверстия в теле шатуна. Чтобы при сборке не перепутать крышки, на них, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки).
В верхнюю головку шатуна запрессована втулка из антифрикционного материала.
Поршневой палец — стальной, трубчатого сечения, «плавающего» типа (имеет возможность поворачиваться в бобышках поршня и в головке шатуна). От продольного перемещения палец зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршня.

Маркировка на днище поршня:
1 — обозначение класса поршня;
2 — стрелка

Поршень — из алюминиевого сплава. Юбка поршня выполнена укороченной в сравнении с поршнями двигателей автомобилей «десятого» семейства. Отверстие под поршневой палец смещено на 0,5 мм от диаметральной плоскости поршня, поэтому при установке поршня необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на его днище: она должна быть направлена в сторону шкива привода генератора.

Шатунно-поршневая группа:
1 — маслосъемное кольцо;
2 — верхнее компрессионное кольцо;
3 — шатун;
4 — стопорное кольцо;
5 — поршневой палец;
6 — поршень;
7 — нижнее компрессионное кольцо;
8 — расширитель маслосъемного кольца

Поршни по наружному диаметру, как и цилиндры, подразделяются на три класса (маркировка — на днище). Диаметр поршня (номинального размера, мм): А — 81,965–81,975; В — 81,975 – 81,985; С — 81,985–81,995.
В верхней части поршня выполнены три канавки под поршневые кольца.
Два верхних поршневых кольца — компрессионные. Верхнее компрессионное кольцо имеет бочкообразную наружную поверхность, а нижнее компрессионное кольцо — трапециевидную (угол наклона образующей составляет несколько минут). Поэтому нижнее компрессионное кольцо выполняет также функции маслосъемного. В нижнюю канавку поршня установлено маслосъемное кольцо с разжимной витой пружиной (расширителем).

Головка блока цилиндров в сборе:
1 — распределительный вал впускных клапанов;
2 — корпус подшипников распределительных валов;
3 — распределительный вал выпускных клапанов

Головка блока цилиндров — из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Головка центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами.
Между блоком и головкой блока цилиндров устанавливается металлическая двухслойная прокладка с пружинящими выштамповками, обеспечивающими уплотнение каналов. Повторное использование прокладки не допускается.
В верхней части головки блока цилиндров расположены два распределительных вала. Опоры распределительных валов (по пять опор для каждого вала) выполнены разъемными. Нижние части опор выполнены в головке блока цилиндров, а верхние — в корпусе подшипников распределительных валов, который крепится к головке блока болтами. Отверстия в опорах обрабатываются в сборе головки блока цилиндров с корпусом подшипников распределительных валов. При необходимости заменять корпус подшипников распределительных валов следует в сборе с головкой блока цилиндров.
Распределительные валы — литые, чугунные, пятиопорные, у каждого — восемь кулачков (пара соседних кулачков открывает одновременно два клапана в цилиндре). Распределительные валы приводятся во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала.

Привод газораспределительного механизма:
1 — метка на задней крышке привода;
2 — задняя крышка привода;
3 — шкив распределительного вала впускных клапанов;
4 — диск датчика фаз;
5 — метка на шкиве распределительного вала;
6 — шкив распределительного вала выпускных клапанов;
7 — опорный ролик;
8 — натяжной ролик;
9 — зубчатый ремень;
10 — шкив насоса охлаждающей жидкости;
11 — метка на крышке масляного насоса;
12 — метка на шкиве коленчатого вала;
13 — шкив коленчатого вала

Клапаны (диаметр стержня клапана 7 мм) в головке блока цилиндров расположены в два ряда, V-образно. Клапаны стальные, выпускной — с головкой из жаропрочной стали и наплавленной фаской. Диаметр тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Седла и направляющие втулки клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Сверху на направляющие втулки клапанов надеты маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины.
Клапан закрывается под действием одной пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним — на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а на внутренней поверхности — три упорных буртика, входящие в проточки на стержне клапана.

Клапанный механизм:
1 — сухарь;
2 — тарелка;
3 — пружина;
4 — шайба;
5 — выпускной клапан;
6 — впускной клапан

Клапаны приводятся в действие от кулачков распределительных валов через гидротолкатели. Ось кулачка смещена относительно оси гидротолкателя на 1 мм. За счет этого при работе двигателя корпус гидротолкателя поворачивается вокруг своей оси, что способствует его более равномерному износу. Для работы гидротолкателей необходима постоянная подача масла под давлением. Для этого в головке блока цилиндров выполнен канал с обратным шариковым клапаном (он предотвращает слив масла из каналов после остановки двигателя), а также каналы на нижней плоскости корпуса подшипников распределительных валов (они же подводят масло и к шейкам распределительных валов). Гидротолкатели весьма чувствительны к качеству масла и его чистоте. При наличии в масле механических примесей возможен быстрый выход из строя плунжерной пары гидротолкателя, что сопровождается повышенным шумом в газораспределительном механизме и интенсивным износом кулачков распределительного вала. Неисправный гидротолкатель ремонту не подлежит, его следует заменить.

Масляный насос:
1 — корпус;
2 — крышка;
3 — пробка;
4 — уплотнительная шайба;
5 — пружина;
6 — редукционный клапан;
7 — ведущая шестерня;
8 — ведомая шестерня.

Смазка двигателя — комбинированная. Под давлением масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, парам «опора – шейка распределительного вала», гидротолкателям. Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее поршневым кольцам и пальцам), на днища поршней, к парам «кулачок распределительного вала — толкатель» и стержням клапанов.
Масляный насос — с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном — прикреплен к блоку цилиндров. Ведущая шестерня насоса установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Предельный диаметр гнезда под ведомую (большую) шестерню при износе не должен превышать 75,10 мм, минимальная ширина сегмента на корпусе, разделяющего ведущую и ведомую шестерни — 3,40 мм. Осевой зазор для ведущей шестерни не должен превышать 0,12 мм, для ведомой — 0,15 мм.
Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренажным клапанами.
Система вентиляции картера — закрытая, принудительная.
Под действием разрежения во впускном трубопроводе работающего двигателя газы из картера по шлангу попадают крышку головки блока цилиндров. Пройдя через маслоотделитель, расположенный в крышке головки блока, картерные газы очищаются от частиц масла и далее попадают во впускной тракт двигателя по шлангам двух контуров: основного и контура холостого хода.
Через шланг основного контура картерные газы отводятся на режимах частичных и полных нагрузок работы двигателя в пространство перед дроссельной заслонкой. Через шланг контура холостого хода картерные газы отводятся в пространство за дроссельной заслонкой, как на режимах частичных и полных нагрузок, так и на режиме холостого хода.
Системы управления двигателем, питания, охлаждения и выпуска отработавших газов описаны в соответствующих главах.