Автомобиль Газель до 2009 года. Двигатель ЗМЗ-40522
Описание конструкции
Поперечный разрез двигателя: 1 - поддон картера; 2 - приемный патрубок масляного насоса; 3 - масляный насос; 4 - валик привода масляного насоса; 5 - коленчатый вал; 6 - шатун; 7, 8 - ведомая и ведущая шестерни привода масляного насоса; 9 - крышка привода масляного насоса; 10 - поршневой палец; 11 - поршень; 12 - прокладка головки блока цилиндров; 13 - впускной клапан; 14 - впускной трубопровод; 15 - головка блока цилиндров; 16 - распределительный вал впускных клапанов; 17 - гидротолкатель; 18 - распределительный вал выпускных клапанов; 19 - крышка головки блока цилиндров; 20 - указатель уровня масла; 21 - выпускной клапан; 22 - выпускной коллектор; 23 - блок цилиндров; 24 - пробка маслосливного отверстия
Двигатель бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, шестнадцатиклапанный, с верхним расположением двух распредели - тельных валов. Расположение в моторном отсеке продольное. Порядок работы цилиндров: 1—3—4—2, отсчет - от шкива привода вспомогательных агрегатов. Система питания - фазированный распределенный впрыск топлива.
Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат - единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая и левая опоры через кронштейны крепятся к блоку цилиндров, а задняя - к картеру коробки передач.
Справа на двигателе (по направлению движения автомобиля) расположены: дроссельный узел, датчик положения дроссельной заслонки, ресивер, впускной трубопровод; датчик температуры воздуха, топливная рампа с форсунками, генератор, стартер, масляный фильтр, привод масляного насоса, кран масляного радиатора, датчик детонации.
Слева расположены: термостат, датчик давления масла и датчик сигнализатора аварийного давления масла, указатель уровня масла, датчик фаз, выпускной коллектор. Спереди: привод генератора и насоса охлаждающей жидкости - поликлиновым ремнем; привод распределительных валов — двухрядной цепыо, датчик положения коленчатого вала.
Сзади: маховик.
Сверху: катушки и свечи зажигания.
Блок цилиндров отлит из серого чугуна, цилиндры расточены непосредственно в блоке. Между цилиндрами выполнены протоки для охлаждающей жидкости. Расчетный зазор между юбкой поршня и цилиндром (для новых деталей) должен быть равен 0,024-0,048 мм. Он определяется как разность размеров минималь- пого диаметра цилиндра и максимального диаметра юбки поршня. Требуемый зазор обеспечиваетя установкой в цилиндр поршня такой же группы, что и гильза. Для этого цилиндры и поршни в зависимости от размеров (диаметров), полученных при механической обработке, разбиваются на пять групп (через 0,012 мм), обозначаемых буквами А, Б, В, Г, Д.
Размеры групп цилиндров: А —
95,536- 95,548, Б - 95,548-95,560, В - 95,560-95,572; Г- 95,572-95,584; Д- 95,584-95,596 мм.
Предельно допустимый износ цилиндров более 0,15 мм на диаметр.
При ремонте блока диаметр цилиндра может быть увеличен расточкой и хонингованием до размера 95,5to;8s4 мм или До размера 96,0+о’;о84 мм под поршни ремонтного (увеличенного) размера.
В нижней части блока цилиндров расположены опоры коленчатого вала - пять постелей коренных подшипников вала со съемными крышками из высокопрочного чугуна, которые крепятся к блоку болтами. Отверстия в блоке цилиндров под коренные подшипники обрабатываются в сборе с установленными крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы. Коленчатый вал отлит из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Диаметр коренных шеек — 62,0 мм, шатунных — 56,0 мм. Вал снабжен восемью противовесами, отлитыми за одно целое с валом. Противовесы выполнены на продолжении щек вала и предназначены для уравновешивания сил и моментов инерции, возникающих при движении кривошипно-шатунного механизма во время работы двигателя. Коленчатый вал динамически сбалансирован (допустимый дисбаланс в плоскостях, проходящих через крайние коренные шейки — не более 18 г-см).
Для подачи масла от от коренных шеек к шатунным в шеках вала выполнены отверстия. Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для центробежной очистки моторного масла от твердых частиц и отложений. При ремонте коленчатого вала необходимо отворачивать пробки и очищать каналы от скопившихся отложений.
Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается упорными сталеалюминиевыми полушайба- ми, расположенными по обе стороны среднего (третьего) коренного подшипника. Антифрикционным слоем полутпайбы обращены к щекам коленчатого вала. Для предотвращения проворачивания, на нижних полушайбах выполнены выступы, которые входят в пазы крышки коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0,06-0,27 мм.
На переднем конце коленчатого вала на шпонках установлены ведущая звездочка привода распределительных валов, втулка и шкив привода вспомогательных агрегатов, который также выполняет роль демпфера крутильных колебаний (для уменьшения шума и защиты механизма газораспределения, за счет снижения амплитуды крутильных колебаний коленчатого вала на резонансных частотах при помощи резинового массива, запрессованного между диском и ступицей шкива). Эти детали стянуты болтом, ввернутым в отверстие носка вала. Кроме того на шкиве выполнен зубчатый диск для обеспечения работы датчика положения коленчатого вала. Передний и задний концы коленчатого вала уплотнены сальниками, запрессованными, соответственно, в переднюю и заднюю крышки, прикрепленные к торцам блока цилиндров.
К заднему концу вала (фланцу) шестью болтами прикреплен маховик, отлитый из серого чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый венец для пуска двигателя стартером. В центральное отверстие маховика запрессованы распорная втулка и шарикоподшипник первичного вала коробки передач.
После механической обработки маховик статически балансируют. Допустимый дисбаланс 15г-см. Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала состоят из тонкостенных вкладышей, изготовленных из малоуглеродистой стальной ленты с тонким слоем антифрикционного вы- сокооловянистого алюминиевого сплава. В каждом подшипнике установлено по два вкладыша. Осевому перемещению и проворачиванию вкладышей в постелях блока или в шатунах препятствуют фиксирующие выступы на вкладышах, входящие в соответствующие пазы в постелях блока или в шатунах. Верхние вкладыши коренных подшипников имеют кольцевую канавку и отверстие, нижние — без них. Через отверстие верхнего вкладыша масло поступает к подшипнику из канала в постели блока, а через отверстие в коленчатом валу — к шатунному подшипнику. Отверстие в шатунном вкладыше совпадает с отверстием в шатуне. Диаметральный зазор между шейкой вала и вкладышами составляет 0,019-0,073 мм - для коренных и 0,009-0,063 мм для шатунных подшипников.
Для обеспечения указанных зазоров и исключения деформации деталей гайки шатунных болтов и болты крепления крышек коренных подшипников затягивают динамометрическим ключом предписанным моментом.
Ремонтные вкладыши коренных и шатунных подшипников (трех ремонтных размеров) выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25; 0,50; 0,75 мм.
Шатуны — стальные кованые со стержнем двутаврового сечения. Своими нижними (кривошипными) головками шатуны соединены через вкладыши с шатунными шейками коленчатого вала, а верхними головками (в которые запрессованы тонкостенные втулки из оловянис- той бронзы) — через поршневые пальцы — с поршнями. По диаметру отверстия верхней головки шатуна под поршневой палец шатуны разбиваются на четыре размерные группы с шагом через 0,0025 мм, которые маркируются краской на теле шатуна: 1 — белая (22,0070—22,0045 мм); 2 — зеленая (22,0045—22,0020 мм); 3 - желтая (22,0020-21,9995 мм); 4 - красная (21,9995-21,9970 мм). Размерные группы подобранных шатунов и поршневых пальцев должны совпадать. Перед подборкой поршневого пальца к шатуну следует учитывать, что шатуны сортируются по массе на две группы и маркируются краской на крышке шатуна: белый цвет — масса шатуна 0,900-0,905 г; зеленый - 0,895—0,900 г. Па двигатель следует устанавливать шатуны одной группы по массе.
Кривошипная головка шатуна — разъемная. Крышка кривошипной головки крепится к шатуну двумя болтами со шлифованной посадочной частью. Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны. Резьба на гайках самостопоряшая- ся. Крышки шатунов обрабатываются в сборе с шатуном и поэтому их нельзя переставлять с одного шатуна на другой. Для предотвращения возможной ошибки на шатуне и па крышке (на бобышках под болт) выбиты порядковые номера цилиндров. Они должны быть расположены с одной стороны. Кроме того, углубления в крышке и шатуне для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны. В стержне и головках шатуна выполнено отверстие, через которое масло от шатунного подшипника подводится к днищу поршня для его охлаждения.
Поршни отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава и термически обработаны. Для улучшения приработки поверхность поршня имеет специальный профиль. Головка поршня цилиндрическая, днище - плоское с четырьмя цековками под клапаны, которые предотвращают касание (удары) о днище поршня тарелок клапанов при нарушении фаз газораспределения, вызванном, например, обрывом цепи привода распределительных валов.
Юбка поршня овальная в поперечном сечении и бочкообразная в продольном. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца (величина овальности — 0,514—0,554 мм). Наибольший диаметр юбки поршня располагается на 8 мм ниже оси поршневого пальца. Ось отверстия под поршневой палец немного смещена от оси симметрии поршня в правую (по ходу автомобиля) сторону для уменьшения шума от перекладывания поршня от одной стенки гильзы к другой при изменении направления движения поршня (вверх - вниз). Поэтому, чтобы поршни работали правильно, они должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении. Для этого на одной из бобышек поршня имеется надпись «ПЕРЕД». В соответствии с этой надписью поршень указанной стороной должен быть обращен к передней части двигателя. Для подбора поршней к цилиндрам при сборке двигателя поршни разбиваются на пять размерных групп по наружному диаметру юбки (номинальный размер): Л - 95,488—95,500; Б - 95,500-95,512; В - 95,512— 95,524; Г - 95,524-95,536; Д -
95,536— 95,548 мм. Группа поршня клеймится на его днище.
По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на четыре размерные группы, которые маркируются краской на бобышках поршня: 1 - белая (22,0000-21,9975 мм); 2 - зеленая (21,9975—21,9950 мм); 3 - желтая (21,9950-21,9925 мм); 4 - красная (21,9925-21,9900 мм). Метки группы отверстия под палец могут также быть нанесены на днище поршня римскими цифрами, при этом каждой цифре соответствует свой цвет (I — белый, II - зеленый, III - желтый; IV — красный). Размерные группы подобранных поршней и поршневых пальцев должны совпадать.
На цилиндрической поверхности головки поршня проточены три канавки под поршневые кольца: в двух верхних установлены компрессионные кольца, а в нижней - маслосъемное. Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из цилиндра в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла со стенок цилиндра при движении поршня. Компрессионные кольца отлиты из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях (при высоких температуре и давлении, а также при недостатке смазки). Для увеличения износостойкости кольцо имеет бочкообразный профиль, а его наружная поверхность, прилегающая к цилиндру, покрыта слоем пористого хрома. Нижнее компрессионное кольцо в поперечном сечении несим- ммстричнос - на его внутренней поверхности выполнена выточка, которая должна быть направлена вверх при установке кольца на поршень. Нарушение этого условия вызывает резкое возрастание расхода масла и дымление двигателя. Для улучшения приработки рабочая поверхность нижнего компрессионного кольца покрыта слоем олова или кольцо полностью фосфатировано. Маслосъемное кольцо сборное, состоит из двух стальных дисков и одного двухфункционалыюго расширителя. На части двигателей устанавливалось чугунное маслосъемное кольцо с пружинным расширителем. Высота компрессионных колец — 2,0 мм, маслосъемного - 5,0 мм.
Номинальный зазор по высоте между поршневыми кольцами и канавками в поршне (можно измерить набором щупов) должен составлять: 0,050-0,087 мм - для компрессионных колец и 0,065-0,115 мм - для маслосъемных колец.
Замок колец — прямой.
Поршневые пальцы стальные, трубчатого сечения, плавающего типа. Палеи свободно вращается в бобышках поршня (зазор или натяг 0,0025 мм) и втулке верхней головки шатуна (зазор 0,0045-0,0095 мм), от выпадения зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышек поршня. Номинальный наружный диаметр пальца — 22 мм. Чтобы предупредить стук пальцев, их подбирают к поршням с минимальным зазором, допустимым по условиям смазки. Для удобства подбора пальцы (по наружному диаметру) разбивают на четыре размерные группы, которые маркируются краской: 1 - белая (22,0000—21,9975 мм); 2 — зеленая (21,9975—21,9950 мм); 3 - желтая (21,9950-21,9925 мм); 4 - красная (21,9925-21,9900 мм).
Для обеспечения динамической уравновешенности двигателя суммарная масса комплектов, устанавливаемых в каждый цилиндр,- поршень, поршневой палец, кольца и шатун — не должна различаться более чем на 10 г. Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Головка крепится к блоку цилиндров десятью болтами. Между блоком и головкой блока цилиндров установлена уплотнительная прокладка из асбестового полотна, армированного металлическим каркасом. Окна в прокладке под камеры сгорания и масляный канал окантованы жестью.
Впускныые и выпускные каналы выпонены раздельно для каждого из шестнадцати клапанов газораспределительного механизма. Впускные каналы расположены с правой стороны головки блока, а выпускные — с левой стороны. Гнезда для клапанов расположены в два ряда относительно продольной оси двигателя. Каждый цилиндр имеет два впускных и два выпускных клапана. Соседняя пара клапанов управляет процессами впуска воздуха или выпуска отработавших газов. Стержни клапанов расположены под наклоном к продольной вертикальной плоскости головки блока цилиндров: впускных — на 17°, выпускных на 18°. В головку запрессованы седла из жаропрочного чугуна и направляющие втулки клапанов из серого чугуна.
В верхней части головки блока в два ряда расположены опоры под шейки распределительных валов — по пять опор в каждом ряду. Опоры образованы постелями головки и съемными алюминиевыми крышками. Передняя крышка, общая для передних опор обоих распределительных валов, крепится четырьмя болтами, а остальные крышки - двумя болтами.
Клапаны изготовлены из жаропрочной стали: впуск
ной - из хромокремнистой, а выпускной — из хромопикель- марганцовистой и азотирован. На рабочую фаску выпускного клапана дополнительно наплавлен жаростойкий хромоникелевый сплав. Диаметр стержня клапана 8 мм, тарелка впускного клапана имеет диаметр 37 мм, а выпускного - 31,5 мм. Клапаны работают в направляющих втулках, изготовленных из серого чугуна. Втулки клапанов снабжены стопорными кольцами, которые препятствуют самопроизвольному перемещению втулок в головке блока. Отверстия во втулках обрабатываются после запрессовки их в головку. Диаметральный зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой не должен быть более 0,2 мм.
Сверху на направляющие втулки клапанов надеты металлорезиновые маслоотражательные колпачки (сальники клапанов) с браслетной стальной пружиной. Клапан закрывается под действием двух пружин с разным направлением навивки, установленных соосно. Нижними концами они опираются на шайбу, а верхним - на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные вместе сухари имеют форму усеченного конуса, а на их внутренних поверхностях выполнены буртики, входящие в проточки на стержне клапана.
Привод клапанов осуществляется от кулачков распределительного вала через гидравлические толкатели (гидротолкатели), установленные в гнездах головки блока цилинров.
Гидротолкатель стальной. Внутри его корпуса установлен гидрокомпенсатор с обратным шариковым клапаном. Масло внутрь толкателя поступает из магистрали в головке блока цилиндров через отверстие в корпусе толкателя. Гидротолкатель автоматически обеспечивает беззазорный контакт кулачка распределительного вала с клапаном, компенсируя износ кулачка, торца корпуса толкателя, клапана, фасок седла и тарелки клапана. Па долго неработавшем холодном двигателе возможно появление стука гидротолкателей, который должен исчезнуть по мере прогрева двигателя до рабочей температуры.
Распределительные валы впуск- пых и выпускных клапанов отлиты из чугуна. Профили кулачков на обоих валах одинаковые. Валы вращаются в пяти опорах головки блока цилиндров. Кулачки по ширине смещены на 1 мм относительно оси гидротолкателей, что придает толкателю вращательное движение. В результате уменьшается износ толкателя и его гнезда в головке блока цилиндров. Осевое перемещение распределительного вала ограничивается стальным или пластмассовым упорным фланцем, который входит в проточку передней опорной шейки вала и в выточку крышки передней опоры.
Привод распределительных валов цепной, двухступенчатый. Первая ступень - от коленчатого вала па промежуточный вал, вторая ступень - от промежуточного вала на распределительные валы. Нижняя цепь (первой ступени) имеет семьдесят звеньев, а верхняя (второй ступени) - девяносто звеньев. Звездочки цепных передач выполнены из высокопрочного чутуна, за исключением стальной ведущей звездочки второй ступени на промежуточном валу. На коленчатом валу расположена ведущая звездочка с 23 зубьями, на промежуточном — ведомая звездочка первой ступени с 38 зубьями и ведущая звездочка второй ступени с 19 зубьями, на распределительных валах — звездочки с 23 зубьями. На торцах звездочки коленчатого вала, ведомой звездочки промежуточного вала и звездочек распределительных валов имеются установочные метки для правильной установки фаз газораспределения.
Промежуточный вал - стальной, двухопорный, вращается во втулках, запрессованных в отверстия приливов блока цилиндров, справа. От осевых перемещений промежуточный вал удерживается упорным фланцем, который расположен между торцом передней шейки вала и ступицей ведомой звездочки и закреплен двумя болтами на переднем торце блока цилиндров.
Натяжение цепей обеспечивают два гидронатяжителя, которые воздействуют на правые ветви обеих цепей. Гидронатяжитель верхней цепи установлен в гнезде головки блока цилиндров, а нижней - в гнезде передней крышки.
Гидронатяжитель стальной, выполнен в виде плунжерной пары, состоящей из корпуса и плунжера. Гидротолкатель монтируют па двигатель в «заряженном» состоянии (плунжер удерживается в корпусе стопорным кольцом).
В рабочем состоянии гидротолкатель работает следующим образом. Под действием пружины и давления масла, поступающего из масляной магистрали, плунжер надавливает на рычаг натяжного устройства. Рычаг, поворачиваясь на оси, надавливает звездочкой натяжного устройства на цепь, натягивая ее.
Для предотвращения биений рабочие ветви обоих цепей проходят через пластмассовые успокоители. Каждый успокоитель прикреплен двумя болтами: верхний и средний — к переднему торцу головки блока цилиндров, нижний — к переднему торцу блока цилиндров.
Система смазки двигателя комбинированная - под давлением и разбрызгиванием. Давление в системе создает масляный насос шестеренчатого типа, расположенный внутри поддона картера. Редукционный клапан насоса плунжерного типа, отрегулирован на заводе. Масляный насос с маслоприем- ником установлен внутри поддона картера. Корпус насоса крепится двумя болтами к блоку цилиндров и одним болтом — к крышке коренного подшипника. Привод масляного насоса осуществляется парой винтовых шестерен от промежуточного вала. Па промежуточном валу па шпонке установлена и закреплена гайкой ведущая шестерня насоса. Ведомая шестерня напрессована на полый валик привода насоса, вращающийся в расточках блока цилиндров. В верхнюю часть отверстия ведомой шестерни запрессована втулка, в отверстие которой вставлен шестигранник. Своим нижним концом шестигранник входит в шестигранное отверстие валика масляного насоса.
Сверху привод масляного насоса закрыт крышкой, прикрепленной через прокладку четырьмя болтами к блоку цилиндров. При вращении ведомая шестерня своим торцем прижимается к крышке привода. Насос через приемный патрубок забирает масло из поддона картера и по каналу в блоке цилиндров подводит его к масляному фильтру. Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренаж- ным клапанами. После фильтра масло поступает в главную масляную магистраль (продольный канал) блока цилиндров, оттуда, по каналам в блоке - к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам промежуточного вала, верхнему подшипнику валика привода масляного насоса, к гидронатяжителю цепи первой ступени привода распределительных валов. От коренных подшипников масло через каналы коленчатого вала поступает к шатунным подшипникам и от них, через отверстия в шатунах — к поршневым пальцам и разбрызгиванием на днища поршней. От верхнего подшипника валика привода масляного насоса масло через поперечные сверления и полость валика подастся для смазки нижнего подшипника валика и торцевой поверхности ведомой шестерни привода. Шестерни привода насоса смазываются струей масла через калиброванное сверление (диаметром 2 мм), выходящее в канал главной масляной магистрали.
Из главной масляной магистрали масло по вертикальному каналу в блоке цилиндров поступает в головку блока для смазки опор распределительных валов, к гидронатяжителю цепи второй ступени привода распределительных валов, к гидротолкателям и датчикам давления масла. Вытекая из зазоров и стекая в картер в передней части головки блока цилиндров, масло попадает на на цепи и звездочки привода распределительных валов.
В системе смазки двигателя для охлаждения масла применяется масляный радиатор, расположенный перед радиатором системы охлаждения.
Масло поступает в радиатор из главной масляной магистрали через переходник, ввернутый в резьбовое отверстие блока цилиндров. В переходник ввернут корпус клапана, который соединен с краном. Кран соединен шлангом с масляным радиатором. Охлажденное масло из радиатора через другой шланг сливается в поддон картера. В корпусе клапана установлен подпружиненный шарик, перекрывающий поток масла через радиатор при снижении давления масла в двигателе ниже нормы. В холодное время года, когда нет необходимости в охлаждении масла, можно краном перекрыть циркуляцию масла через радиатор.
Система вентиляции картера - принудительная, закрытого типа. Газы, прорвавшиеся в картер двигателя через поршневые кольца, отводятся во впускной тракт. Система работает за счет перепада давления между впускным трастом и картером. Для отделения капель масла, находящихся в картерных газах во взвешенном состоянии, газы перед их попаданием во впускной тракт проходят через маслоотделитель, расположенный в крышке головки блока цилиндров.
Системы управления двигателем, питания и охлаждения описаны в соответствующих главах.
Нет комментариевНе стесняйтесь поделиться с нами вашим ценным мнением.
Текст