Газораспределительный механизм ВАЗ 21081 (стр. 3 из 3)

Распределительный вал, отлитый из чугуна, имеет пять опорных шеек, которые вращаются в гнездах, выполненных в головке цилиндров и в корпусах 15 и 16 подшипников распределительного вала. На валу имеется эксцентрик 17 для привода топливного насоса. Задний торец распределительного вала имеет паз для соединения с датчиком-распределителем зажигания двигателя.

От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным буртиком вала, располагаемым между торцем задней опоры вала и корпусом вспомогательных агрегатов. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков, эксцентрика и поверхность под сальник отбеливаются. Глубина отбеленного слоя не менее 0,2 мм.

Клапаны (впускной 24 и выпускной 26), служащие для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов, расположены в головке цилиндров наклонно в ряд.

Впускной клапан изготовлен из хромокремнистой стали. Его головка имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра. Выпускной клапан выполнен составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей износостойкостью на трение и хорошей теплопроводностью для отвода тепла от головки клапана к его направляющей втулке, а головка — из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Кроме того, рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде отработавших газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава.

Направляющие втулки клапанов изготовлены из чугуна, запрессованы в головку цилиндров, и от возможного выпадания удерживаются стопорными кольцами 27. Отверстия во втулках окончательно обрабатываются в сборе с головкой цилиндров, что обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов — по всей длине отверстия.

Сверху на направляющие втулки надеваются колпачки 28 из фторкаучуковой резины со стальным арматурным кольцом, которые охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.

Пружины (наружная 21 и внутренняя 22) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от привода. Пружины нижними концами опираются на опорную шайбу 23. Верхняя опорная тарелка 20 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 19, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Сухари имеют три внутренних буртика, которые входят в выточки на стержне клапана. Такая конструкция обеспечивает как надежное соединение, так и поворот клапанов при работе, благодаря чему они изнашиваются равномернее.

Толкатели 29 предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к клапанам. Толкатели изготовлены в виде цилиндрических стаканов и находятся в направляющих головки цилиндров. В торцевом углублении толкателя размещается регулировочная шайба 30 определенной толщины, обеспечивающая необходимый зазор между кулачком распределительного вала и толкателем с шайбой.

Шайбы сделаны из стали 20Х и для увеличения твердости поверхности подвергнуты нитроцементации. В запасные части поставляются регулировочные шайбы толщиной от 3 до 4,5 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Толщина шайбы маркируется на ее поверхности. Шайбу необходимо устанавливать в толкатель маркировкой вниз.

При работе двигателя толкатели все время провертываются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа. Вращение толкателей достигается за счет смещения оси кулачка относительно оси толкателя на 1 мм.

Фазы газораспределения двигателя ВАЗ 21081

Рис. 14. Двигатель (поперечный разрез). 1. Приемник масляного насоса; 2. Масляный картер; 3. Масляный фильтр; 4. Блок цилиндров; 5. Выпускной коллектор; 6. Впускной трубопровод; 7. Подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 8. Теплоизолирующий экран карбюратора; 9. Термостат; 10. Топливный насос; 11. Крышка маслозаливной горловины; 12. Крышка головки цилиндров; 13. Передний корпус подшипников распределительного вала; 14. Распределительный вал; 15. Головка цилиндров; 16. Свеча зажигания; 17. Прокладка головки цилиндров; 18. Поршень; 19. Поршневой палец; 20. Шатун; 21. Вкладыш шатунного подшипника коленчатого вала; 22. Крышка шатуна; 23. Коленчатый вал; 24. Маслоотражательный колпачок; 25. Толкатель; 26. Сухарь клапана; 27. Тарелка пружин; 28. Регулировочная шайба; 29. Внутренняя пружина клапана; 30. Наружная пружина клапана; 31. Опорная шайба пружин; 32. Стопорное кольцо; 33. Направляющая втулка клапана; 34. Седло клапана; 35. Впускной клапан; 36. А.Зазор в механизме привода клапанов на холодном двигателе: 0,2 мм для впускных клапанов и 0,35 мм для выпускных; 37. В.Диаграмма фаз газораспределения; 38. I.Впуск горючей смеси; 39. II.Сжатие; 40. III.Рабочий ход; 41. IV.Выпуск.

Фазы газораспределения. За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта — впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за пол-оборота (180°) коленчатого вала.

Впускной клапан начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) на расстояние, соответствующее 33° поворота коленчатого вала до ВМТ. Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз, и через полностью открытое впускное отверстие поступило по возможности больше свежей горючей смеси.

Впускной клапан закрывается с запаздыванием, т.е. после прохождения поршнями нижней мертвой точки (НМТ) на расстоянии, соответствующем 79° поворота коленчатого вала после НМТ. Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает поступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра. Таким образом, впуск практически происходит за время поворота коленчатого вала на 292°.

Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к НМТ на расстояние, соответствующее 47 поворота коленчатого вала до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра, в результате чего их давление и температура быстро падают. Это значительно уменьшает работу двигателя во время выпуска и предохраняет двигатель от перегрева.

Выпуск продолжается и после прохождения поршнем ВМТ, т.е. когда коленчатый вал повернется на 17 после ВМТ. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 244°.

Из диаграммы фаз видно, что существует такой момент (50° поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и тем самым улучшает его наполнение.

Описанные фазы газораспределения имеют место при зазоре А между кулачком распределительного вала и толкателем клапана на холодном двигателе.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на деталях двигателя имеются метки: 7 — на задней крышке зубчатого ремня; 8 — на шкиве распределительного вала; 10 и 11 — на передней крышке зубчатого ремня; 12 — на шкиве привода генератора; 13 — на крышке масляного насоса; 14 — на зубчатом шкиве коленчатого вала.

Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня первого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 7 на задней крышке зубчатого ремня должна совпадать с меткой 8 на шкиве распределительного вала, а метка 14 на зубчатом шкиве коленчатого вала — с меткой 13 на крышке масляного насоса.

Когда полость привода распределительного вала закрыта передней крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве привода генератора и передней крышке зубчатого ремня. При положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ метка 12 на шкиве должна совпадать с меткой 11 на крышке привода распределительного вала. Кроме того, можно пользоваться меткой 20 на маховике и шкалой 19 в люке картера сцепления. Одно деление шкалы соответствует повороту коленчатого вала на Г. При совпадении меток регулируются натяжение ремня и зазоры А в клапанном механизме.

Порядок работы двигателя. Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности (порядке). Порядок работы цилиндров двигателя зависит от расположения шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала и у двигателей семейства 2108 составляет 1-3-4-2.

Когда в первом цилиндре поршень движется вниз в диапазоне от 0° до 180° поворота, происходит сгорание и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Третий цилиндр отстает от первого на 180°, и в нем поршень движется вверх, осуществляя сжатие рабочей смеси. В четвертом цилиндре, отстающем от первого на 360°, а от третьего на 180°, поршень движется вниз, и происходит впуск горючей смеси. И, наконец, во втором цилиндре, отстающем по циклу рабочего процесса на 540° от первого цилиндра, в это время поршень движется вверх, и происходит выпуск отработавших газов. Аналогично в диапазоне от 180° до 360° поворота первой шатунной шейки рабочий ход происходит в третьем цилиндре, сжатие — в четвертом, впуск — во втором и выпуск в первом и т.д.