Механизм газораспределения.

Механизм газораспределения предназначен для впуска в цилиндры воздуха и выпуска отработавших газов. Открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов происходит в строго определённых положениях по отношению к верхней и нижней мёртвым точкам, которые соответствуют углам поворота шейки коленчатого вала, указанным в диаграмме фаз газораспределения (рис. 7).

Рис. 7. Диаграмма фаз газораспределения (заливкой показаны фазы открытия клапана):

а – впуск; b – выпуск.

На двига­теле установлен верхнеклапанный механизм газораспределения с нижним расположением распределительного вала (рис. 8).

Кулачки распределительного вала 1 в опре­деленной последовательности приводят в дей­ствие толкатели 2. Штанги 4 сообщают качательное движение коромыслам 6, которые, преодолевая сопротивление пружин 13 и 14, открывают клапаны. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин.

Крутящий момент на распределительный вал передается от коленчатого вала через шестерни привода агрегатов.

Головки цилиндров, отлитые из алюминие­вого сплава, имеют полости для охлаждающей жидкости, сообщающиеся с рубашкой блока. Стыки головки цилиндра 2 (рис. 9) и гильзы 6, головки и блока 4 уплотнены прокладка­ми. В канавку на привалочной плоскости головки запрессовано кольцо газового стыка 1, которым головка непосредственно устанавливается на бурт гильзы цилиндра. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей кольца и гильзы цилиндр и, дополнительно, нанесением на поверхность кольца свинцовистого покрытия для компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей. Уплотнение перепускных каналов для охлаждающей жидкости осуществляется уплотнительными кольцами из силиконовой резины, устанавливаемыми хвостовиками в отверстия головки цилиндров. Подголовочное пространство, отверстие стока моторного масла и прохода штанг уплотнены формованной прокладкой головки цилиндра 3.

Рис. 8. Механизм газораспределе­ния:

1 – распределительный вал; 2 – толка­тель; 3 – направляющая толкателей; 4 – штанга; 5 – прокладка крышки го­ловки; 6 – коромысло; 7 – контргайка; 8 – регулировочный винт; 9 – болт креп­ления крышки головки; 10 – сухарь; 11 – втулка тарелки; 12 – тарелка пру­жины; 13 – наружная пружина; 14 – внутренняя пружина; 15 – направляю­щая клапана; 16 – шайба; 17 – клапан (выпускной); А – тепловой зазор.

Впускные и выпускные каналы расположе­ны на противоположных сторонах головки. Впускной канал имеет тангенциальный про­филь для завихрения воздуха в цилиндре.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втул­ки клапанов, которые растачивают после за­прессовки. Каждая головка закреплена на блоке че­тырьмя болтами. Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой, которая закреплена болтом 9 (рис. 8), ввернутым в головку. Под крышкой размещена уплотнительная прокладка.

Распределительный вал выполнен из стали, установлен в развале блока на пяти под­шипниках скольжения. Поверхности кулач­ков и опорных шеек цементированы и зака­лены токами высокой частоты. Подшипник задней опоры представляет собой втулку из биметаллической ленты (сталь-бронза), за­прессованную в съемный чугунный корпус 2 (рис. 10). Аналогичные втулки, запрессован­ные в поперечные перегородки блока, служат подшипниками для остальных опор вала.

Осевое перемещение распределительного вала ограничено корпусом 2 подшипника, в торцы которого упираются с одной стороны ступица шестерни 3, с другой – упорный бурт задней опорной шейки вала. Корпус подшипника задней опоры закреп­лен на блоке тремя болтами.

Толкатели 2 (рис. 8) – грибкового ти­па с плоской тарелкой, пустотелые, с ци­линдрической направляющей частью, изготов­лены холодной высадкой из стали с последующей наплавкой тарелки отбеленным чугуном. Внутрен­няя цилиндрическая часть толкателя заканчивается сферическим гнездом для упора нижнего конца штанги.

Рис. 9. Стыки головки цилиндра и гильзы, головки и блока цилиндров:

1 – стопорное кольцо; 2 – головка цилинд­ра; 3 – прокладка; 4 – блок цилиндров; 5 – уплотнительное кольцо гильзы; 6 – гильза цилиндра.

Рис. 10. Распределительный вал в сборе:

1 – распределительный вал; 2 – корпус заднего подшипника; 3 – шестерня; 4 – шпонка; 5 – под­шипник.

Клапаны впускной и выпускной изготовле­ны из жаропрочных сталей. Диаметр головки выпускного клапана меньше диаметра голов­ки впускного. Стержни обоих клапанов на длине 125 мм от торца покрыты графитом (для этого стержни клапанов помешают в раствор графита и воды) с целью улучшения приработки.

Во время работы двигателя стержни кла­панов смазываются маслом, вытекающим из сопряжений коромысел с осями и разбрыз­гиваемым пружинами. Чтобы масло не попадало в цилиндр по зазору стержень кла­пана – направляющая втулка, на втулке впускного клапана установлена резиновая манжета.

Направляющие толкателей 3 (рис. 8), отлитые из серого чугуна, выполнены съем­ными для повышения ремонтоспособности и технологичности блока. На двигатель уста­новлены четыре направляющие, в которых пе­ремешаются по четыре толкателя. Каждая направляющая установлена на двух штифтах и прикреплена к блоку цилиндров двумя болтами. Болты застопорены отгибными шай­бами.

Штанги толкателей 4 – стальные, трубчатые, с запрессованными и обжатыми на­конечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний выполнен в виде сферической чашечки для упора регулировочного винта коромысла.

Коромысло клапана 6(рис. 8) – стальное, кованое, с бронзовой втулкой, пред­ставляет собой двуплечий рычаг, имеющий передаточное отношение 1,55. В короткое плечо коромысла для регулирования зазора в клапанном механизме ввернут регулировоч­ный винт 8 с контргайкой 7. Коромысла впускного и выпускного клапанов установ­лены консольно на осях, выполненных вместе со стойкой коромысел. Стойка установлена на двух штифтах и закреплена на головке дву­мя шпильками. Осевое перемещение коро­мысел ограничено пружинным фиксатором. К каждому коромыслу через отверстия в стой­ке коромысла подводится смазка.

Пружины клапанов – цилиндрические, с равномерным шагом витков и разным направ­лением навивки. На каждом клапане уста­новлены две пружины. Нижними торцами пружины опираются на головку через сталь­ную шайбу 16. Верхними – в тарелку 12. Тарелка упирается во втулку, которая соеди­нена со стержнем клапана двумя конусными сухарями. Разъемное соединение втулка – та­релка дает возможность клапанам проворачи­ваться относительно седла.

Система смазки.

Система смазки двигате­ля комбинированная, с мокрым картером. Масло под давлением подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, втулкам коромысел, к подшипникам топлив­ного насоса высокого давления и компрессо­ра. Предусмотрена пульсирующая подача мас­ла к верхним сферическим опорам штанг толкателей.

1 – компрессор; 2 – топливный насос высокого давления; 3 – выключатель гидромуфты; 4 – гидромуфта; 5, 12 – предохранительные клапаны; 6 – клапан системы смазки; 7 – насос масляный: 8 – перепускной клапан центробежного фильтра; 9 – сливной клапан центробежного фильтра; 10 – кран включения масляного радиатора; 11 – центробежный фильтр; 13 – лампа сигнализатора засоренности фильтра очистки масла; 14 – перепускной клапан полнопоточного фильтра; 15 – полнопоточный фильтр очистки масла; 16 – маслоприемник; 17 – картер; 18 – главная магистраль.

Система смазки (рис. 11) включает в себя масляный насос, картер масляный, фильтры очистки масла (полнопоточный и центробеж­ный), воздушно-масляный радиатор, масляные каналы в блоке и головках цилиндров, передней крышке и картере маховика, наруж­ные маслопроводы, маслозаливную горловину, клапаны для обеспечения нормальной рабо­ты системы и контрольные приборы.

Из картера 17 масло через маслоприемник 16 входит в нагнетающую и радиаторную секции масляного насоса 7. Из нагнетающей секции через канал в правой стенке блока масло идет в полнопоточный фильтр 15, где оно очи­щается двумя фильтрующими элементами, затем масло поступает в главную магистраль 18, откуда по каналам в блоке и головках цилиндра оно подается к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распре­делительного вала, втулкам коромысел и верх­ним наконечникам штанг толкателей. К ша­тунным подшипникам коленчатого вала масло подается по отверстиям внутри вала от ближайшей ко­ренной шейки. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, отводится в поршень и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и подшипник верхней головки шатуна. Через каналы в задней стенке блока цилиндров и картере маховика масло под давлением поступает к подшип­никам компрессора 1, а через каналы в пе­редней стенке блока – к подшипникам топлив­ного насоса высокого давления 2. Предусмот­рен отбор масла из главной магистрали к выключателю 3 гидромуфты 4, который уста­новлен на переднем торце блока и управляет работой гидромуфты привода вентилятора. Из радиаторной секции масло поступает к центробежному фильтру 11, далее – в радиа­тор и затем сливается в картер. При закры­том кране 10 масло из центробежного фильтра через сливной клапан 9 сливается в картер двигателя, минуя радиатор.

Остальные детали и узлы двигателя сма­зываются разбрызгиванием и масляным ту­маном.

Масляный насос (рис. 12) закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Нагнетающая секция насоса подает масло в главную ма­гистраль двигателя, радиаторная секция – в центробежный фильтр и радиатор. В кор­пусах секций 1 и 5 установлены предохранительные клапаны 11 и 18, отрегу­лированные на давление открытия 8,4¸9,5 кгс/см² и предназначенные для ограниче­ния максимального давления на выходе из секций насоса, и клапан 14 системы смазки, срабатывающий при давлении 4,0¸4,5 кгс/см² и предназначенный для ограничения давления в главной маги страли двигателя.

Рис. 12. Масляный насос:

1 – корпус радиаторной секции; 2 – ведущая шестерня радиаторной секции; 3 – проставка; 4 – ведущая шестерня нагнетающей секции; 5 – корпус нагнетающей секции; 6 – ведомая шестерня привода насоса; 7 – шпонка; 8 – валик ведущих шестерен; 9 – ведомая шестерня нагнетающей секции; 10 – ведомая шестерня радиаторной секции; 11 – предохранительный клапан радиаторной секции; 12, 15, 17 – пружины клапанов; 13, 16 – пробки клапанов; 14 – клапан системы смазки; 18 – предохранительный клапан нагнетающей секции.

Рис. 13. Полнопоточный фильтр очистки масла:

1 – стержень; 2 – стопорное кольцо; 3 – шайба; 4 – уплотнительное кольцо; 5 – пружина колпака; 6 – уплотнительная чашка; 7 – шайба; 8 – пружина перепускного клапана; 9 – винт сигнализатора; 10 – пробка перепускного клапана; 11, 18, 20, 26 – прокладки; 12 – регулировочная шайба; 13 – корпус сигнализатора; 14 – подвижной контакт сигнализатора; 15 – пружина контакта сигнализа­тора; 16 – перепускной клапан; 17 – пробка; 19 – корпус фильтра; 21 – втулка корпуса; 22 – уплотнительное кольцо; 23 – фильтрующий элемент; 24 – колпак; 25 – сливная пробка.

Полнопоточный фильтр очистки масла (рис. 13), установленный на правой стороне блока ци­линдров, состоит из корпуса 19, колпаков 24 и двух бумажных фильтрующих элемен­тов 23. В корпусе фильтра установлен перепускной клапан 16 с сигнализатором засорённости фильтроэлементов.

 Однако использование бумажных фильтро­элементов очистки масла еще не гарантирует полной его очистки. Даже при незначитель­ном попадании воды в масло и при несоблю­дении правил эксплуатации двигателя (ра­бота на повышенном и особенно понижен­ном тепловом режиме, применение несоответ­ствующего сорта масла и др.) предельное засорение элементов масляного фильтра мо­жет наступить раньше установленного срока. В этом случае фильтр длительное время ра­ботает с открытым перепускным клапаном, что зачастую приводит к задиру и провороту вкладышей коленчатого вала.

Для определения момента предельного за­сорения элементов в конструкции фильтра предусмотрен сигнализатор засоренности, сов­мещенный с перепускным клапаном. Контак­ты сигнализатора замыкаются при открытии перепускного клапана.

Сигнальная лампа засорённости фильтроэлементов расположена на щитке приборов в кабине. Допускается свечение и мигание лампы при пуске и прогреве двигателя. При постоянном свечении лампы на прогретом двигателе нужно заменить фильтрующие элементы.

В корпусе фильтра установлены датчики давления масла и сигнализации о недопустимом понижении (менее 68,7 кПа [0,7 кгс/см²]) давления масла в главной магистрали.

Перепускной клапан перепускает неочищенное масло в главную магистраль, минуя фильтрующий элемен­т, при низкой температуре масла или при значительном засорении фильтрующих элемен­тов, при перепадах давления на элементах 245,8¸294,2 кПа (2,5¸3,0 кгс/см²).

Фильтр центробежный масляный (рис. 14) с актив­но-реактивным приводом ротора установлен на передней крышке блока цилиндров с правой стороны двигателя. Ротор 3 в сборе с колпаком 2 приводится во вращение струёй масла, вытекающей из щели-сопла в оси 11 ротора, а также реактивными силами, воз­никающими при выходе масла из ротора в канал оси через тангенциальные каналы ротора.

Рис. 14. Центробежный масляный фильтр:

1 – корпус; 2 – колпак ротора; 3 – ротор; 4 – колпак фильтра; 5 – гайка крепления колпака рото­ра; 6 – упорный шарикоподшипник; 7 – упорная шайба; 8 – гайка крепления ротора; 9 – гайка крепления колпака фильтра; 10 – верхняя втулка ротора; 11 – ось ротора; 12 – экран; 13 – нижняя втулка ротора; 14 – палец стопора; 15 – пластина стопора; 16 – пружина стопора; 17 – трубка отво­да масла.

При работе двигателя масло из радиатор­ной секции насоса под давлением подается в фильтр, обеспечивая вращение ротора. Под действием центробежных сил механичес­кие частицы отбрасываются к стенкам колпа­ка ротора и задерживаются, а очищенное масло через отверстие в оси ротора и трубку 17 поступает в воздушно-масляный радиатор или через сливной клапан в корпусе фильтра, отрегулированный на давление 0,5¸0,7 кгс/см², в картер двигателя. Перепускной клапан, установленный в корпусе фильтра и отрегулированный на давление 6,0¸6,5 кгс/см², ограничивает максимальное давле­ние перед центрифугой.

Во избежание нарушения балансировки при обслуживании фильтра, на роторе и кол­паке нанесены метки, которые необходимо совмещать при сборке.

Картер масляный – стальной, штампован­ный, закреплен на нижней плоскости блока цилиндров болтами. Между картером и бло­ком установлена резинопробковая прокладка для обеспечения герметичности соединения. Для предотвращения быстрого перетекания масла при разгоне и торможении автомобиля в картер вварена перегородка. В нижней части картера имеется сливная пробка.

Воздушно-масляный радиатор – трубчато-пластинчатый, двухрядный, воздушного охлаждения, установлен пе­ред радиатором системы охлаждения двига­теля.

Начиная с I квартала 1986 г. на автомоби­ли устанавливается масляный радиатор из оребрённой алюминиевой трубки.

Масляный радиатор должен быть постоян­но включен. Для ускорения прогрева двига­теля при пуске зимой радиатор следует от­ключить (закрытием крана на корпусе центро­бежного масляного фильтра). После прогре­ва двигателя кран открыть.