На автомобилях установлены четырехцилиндровые, четырехтактные карбюраторные двигатели с различным обьемом цилиндров. Двигатель в сборе со сцеплением и коробкой передач образует силовой агрегат и устанавливается на автомобиле на трех эластичных опорах. Опоры воспринимают как массу силового агрегата, так и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении. Конструкция подвески силового агрегата обеспечивает минимальные колебания двигателя и устраняет передачу его вибраций на кузов. Двумя передними опорами 37 двигатель крепится к поперечине передней подвески автомобиля, а задней 39 к поперечине задней подвески двигателя.
Блок цилиндров. Цилиндры двигателя объединены вместе с верхней частью картера и представляют собой единую отливку — блок цилиндров 14. Он является базовой деталью двигателя и служит для установки и крепления механизмов, аппаратов и вспомогательных агрегатов двигателя. Блок отлит из специального низколегированного чугуна. Протоки для охлаждающей жидкости сделаны по всей высоте цилиндров, что улучшает охлаждение поршней и поршневых колец и уменьшает деформации блока от неравномерного нагрева.
Цилиндры блока по диаметру подразделяются через 0,01 мм на пять классов, обозначаемых буквами А, В, С. D, Ё. Диаметры цилиндров, соответствующие этим классам, следующие, мм:
Класс Диаметр цилиндра Диаметр цилиндра ВАЗ 2101,2103 ВАЗ 21011
А 76,000-76.010 79.000-79.010 B 76,010-76,020 79.010-79.020 C 76,020-76.030 79.020-79.030 D 76,030-76,040 79,030-79.040 E 76,040-76,050 79,040-79,050
Класс цилиндра указан на нижней плоскости блока против каждого цилиндра. Цилиндр и сопрягающийся с ним поршень должны иметь одинаковый класс.
При ремонте цилиндры могут быть расточены и отхонингованы под увеличенный диаметр поршней (на 0,4; 0.8 мм) с учетом обеспечения зазора между поршнем и цилиндром 0,06-0,67 мм. Для проведения ремонта кривошипно-шатунного механизма выпускаются детали ремонтных размеров: поршни и поршневые кольца, увеличенные по диаметру на (1,4 и 0,6мм) вкладыши коренных и шатунных подшипников для шеек коленчатого вала, уменьшенных по диаметру на 0,25; 6,5; 0,75 и 1,00 мм.
В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала с тонкостенными сталеалюминевыми вкладышами. Подшипники имеют съемные крышки 2, которые крепятся к блоку самоконтрящимися болтами. Отверстия под подшипники коленчатого вала в блоке цилиндров обрабатываются в сборе с крышками. Поэтому крышки подшипников невзаимозаменяемы и для различия на их наружной поверхности сделаны риски.
Опоры подшипников и соответствующие им крышки отсчитываются от переднего торца блока цилиндров. В задней опоре имеются гнезда для установки упорных полуколец 36, удерживающих коленчатый вал от осевых перемещений. величина осевого зазора коленчатого вала при сборке двигателя обеспечивается в пределах 0.06-0,26 мм. Если в эксплуатации зазор превышает максимально допустимый (0.35 мм), необходимо заменять упорные полукольца новыми или ремонтными, увеличенными на 0,127 мм. Следует иметь в виду, что канавки, находящиеся на одной стороне полуколец, должны быть обращены к упорным поверхностям коленчатого вала. С октября 1981 г. на двигателях устанавливается переднее сталеалюминевое полукольцо, а заднее — металлокерамическое (желтого цвета), пропитанное маслом.
В передней части блока цилиндров имеется полость для привода механизма газораспределения. Эта полость закрыта крышкой 8. С задней стороны к блоку цилиндров прикреплен держатель 35 заднего сальника. В крышку 8 и держатель 35 установлены самоподжимные сальники. В левой части блока установлен валик 12 привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса. В отверстия под подшипники валика запрессованы свертные сталеалюминевые втулки 48. Совместной их обработкой в блоке обеспечивается необходимая соосность подшипников. При проверке технического состояния блока и ремонте необходимо следить за совпадением смазочного отверстия в передней втулке с каналом в блоке цилиндров.
Головка цилиндров 15 общая для четырех цилиндров. отлита из алюминиевого сплава, имеет камеры сгорания клиновидной формы. С левой стороны в передней и задней части головни цилиндров выполнены каналы для стока масла в масляный картер. В головку запрессованы седла клапанов, изготовленные из специального чугуна, чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии ударных нагрузок. Размеры седла впускного клапана больше размеров седла выпускного клапана. Рабочие фаски седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров, чтобы обеспечить точную соосность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов. Направляющие втулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головки цилиндров с натягом. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки.
У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов — на всей длине отверстия. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом. По краям отверстий под цилиндры прокладка имеет окантовку из мягкой стали. Отверстие канала подачи масла к распределительному валу окантовано медной лентой. Чтобы прокладка не прилипала к блоку и головке цилиндров, перед сборкой ее рекомендуется натереть графитом.
Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Для равномерного и плотного прилегания головки к блоку цилиндров и исключения коробления болты необходимо затягивать на холодном двигателе в два приема с помощью динамометрического ключа и в строго определенной последовательности от центра к периферии налево и направо поочередно).
В первый прием затяжка осуществляется предварительно — момент затяжки приблизительно 39,2 Нм (4кгс-м).Во второй прием производится окончательная затяжка моментом 112,7 Hм (11,5кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) затяжки приблизительно 39,2 Н-м (4кгс-м). 60 второй прием производится окончательная затяжка моментом 112,7 Hм (11,5 кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) для болта на приливе около распределителя зажигания. Болты крепления головки цилиндров следует подтягивать после пробега первых (2000-3000) км, а в дальнейшем после снятия головки цилиндров или при появлении признаков прорыва газов или пропуска охлаждающей жидкости между блоком и головкой цилиндров.
Поршни 20 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, причем большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в верхней части меньший диаметр, чем в нижней. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные термо-регулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерности тепловой деформации поршня при работе в цилиндрах двигателя, возникающей из-за неравномерного распределения массы металла внутри юбки поршня.
В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Это уменьшает возможность появления стука поршня при переходе через в.м.т. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка П. Поршень должен устанавливаться в цилиндр так, чтобы метка была обращена в сторону передней части двигателя. Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру подразделяются на пять классов через 0.01 мм и индивидуально подбираются к каждому цилиндру. По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются через 0,064 мм на три категории, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.
Поршневой палец стальной, цементированный, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно вращается в бобышках поршня. Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному диаметру подразделяются на три категории через 0.бб4 мм. Категория пальца маркируется на его торце соответствующим цветом: синим — первая категория, зеленым — вторая, красным — третья. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.
Поршневые кольца 19. 21 и 22, обеспечивающие необходимое уплотнение цилиндра, изготовлены из чугуна. На поршне установлены два компрессионных (уплотняющих) кольца, которые уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и отводят теплоту от поршня. и одно маслосъемное, которое препятствует попаданию масла а камеру сгорания. Кольца прижимаются к стенке цинндра силами соёственной упругости и давлением газов. Верхнее компрессионное кольцо 22 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 21 скребкового типа (имеет проточку по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также дополнительную функцию и маслосбрасывающего кольца. Кольцо устанавливается обязательно проточкой вниз, иначе возрастают расход масла и нагарообразование в камере сгорания.
Маслосъемное кольцо 19 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину-расширитель, обеспечивающий дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра. Шатуны 46 стальные, кованые со стержнем двутаврового сечения нижжняя головка шатуна разъемная; в ней устанавливаются вкладыши шатунного подшипника.
Крышка нижней головки крепится двумя болтами и самоконтрящимися гайками. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, и поэтому при сборке имеющиеся номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы и находиться с одной стороны.
Коленчатый вал 1 отлит из чугуна воспринимает действие давления газов и инерционных сил. Материал вала работает на усталость. Повышение усталостной прочности достигается большим перекрытием коренной и шатунной шеек, наличием пяти опор (полноопорный), поверхностной закалкой шеек токами высокой частоты на глубину 2-5 мм, специально выполненными плавными переходами между шейками и щеками, тщательной обработкой напряженных мест.
Смазка от коренных подшипников к шатунным подводится по сверленым каналам, которые закрываются колпачковыми заглушками. Передний и задний концы коленчатого вала уплотняются самоподжимными резиновыми сальниками. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач.
Маховик 34 отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Маховик крепится к заднему торцу коленчатого вала шестью болтами, под которыми установлена общая стальная шайба. Центрируется маховик по наружному диаметру подшипника первичного вала коробки передач. маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну сторону от оси коленчатого вала.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные, биметаллические, сталеалюминиевые. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников одинаковые и взаимозаменяемые, имеют канавку на внутренней поверхности (с 1987 г. нижние вкла дыши этих подшипников устанавливаются без канавки).
