Тема 2.2 «Общие сведения о двигателях»

  На автомобилях УАЗ-451М и УАЗ-452 и их модификациях установлен четырехцилиндровый, четырехтактный, верхнеклапанный, карбюраторный двигатель модели ЗМЗ-451. Этот двигатель является модификацией двигателя ГАЗ-21 и отличается от него конструкцией крышки коромысел, поддона картера, кронштейнов крепления подушек передней опоры двигателя, карбюратора, термостата, краника слива воды из блока цилиндров и некоторыми нормалями.      Верхнее расположение клапанов, компактная камера сгорания, сравнительно короткий ход поршня и увеличенные поверхности подшипников обеспечивают высокие мощностные и экономические показатели и продолжительный срок службы двигателя.

Поперечный разрез двигателя:

1 — маслопрнсмник; 2 — коленчатый вал; 3 — шатун; 4 — масляный фильтр грубой очистки; 5 — перепускной клапан; 6 — краник слива воды из блока; 7 — блок цилиндров; 8 — гильза; 9 — выпускной коллектор; 10 — выпускная труба; 11 — карбюратор; 12 — запорный краник отопителя; 13 — фильтр вентиляции картера; 14 — коромысло; 15 — ось коромысел; 16 — клапан; 17 — головка блока цилиндров; 18 — свеча зажигания; 19 — распределитель зажигания; 20 — блок цилиндров; 21 — распределительный пал; 22 — стартер; 23 — масляный насос

Продольный разрез двигателя:

1 — масляный картер; 2 — коленчатый вал; 3 — вкладыш коренного подшипника; 4—вкладыш шатунного подшипника; 5 — шестерня привода распределительного вала; 6 — шкив; 7 — храповик; 8 — шатун; 9 — поршень; 10 — ремень привода вентилятора; 11 — шестерня распределительного вала; 12—водяной насос; 13 — вентилятор; 14 — термостат; 15 — выпускной клапан; 16 — впускной клапан; 17 — пружина клапана; 18 — фильтр вентиляции картера; 19 — штанга толкателя; 20 — свеча зажигания; 21 — головка блока цилиндров; 22 — блок цилиндров; 23— толкатель; 24 — распределительный вал; 25 — маховик; 26 — масляный насос

К ривошипно-шатунный механизм. Блок цилиндров

     Блок цилиндров и верхняя часть картера двигателя отлиты как одно целое из алюминиевого сплава высокой прочности. Водяная рубашка образуется стенками блока цилиндров и гильзами. Главный масляный канал проходит но всей длине блока с правой стороны в верхней части картера. Он сообщается пятью поперечными каналами с подшипниками коленчатого и распределительного валов.

     В картерной части блока в поперечных перегородках и торцевых стенках расположены пять гнезд коренных подшипников коленчатого вала и пять опор шеек распределительного вала. Крышки коренных подшипников выполнены из дюралюминия н крепятся к блоку двумя шпильками диаметром 14 мм, гайки которых попарно стопорятся проволокой. После затяжки специальные пазы в блоке обеспечивают фиксацию крышек. Крышку переднего подшипника дополнительно фиксируют запрессованным в блок штифтом, так как она воспринимает через опорные шайбы осевую нагрузку коленчатого вала. Окончательную обработку крышек коренных подшипников производят в сборе с блоком, поэтому крышки не взаимозаменяемые. На второй и третьей крышках (они одинаковы) и на блоке цилиндров около них выбиты цифры 2 и 3. Все гнезда коренных подшипников имеют диаметр 68,5+0-018.

     Опоры распределительного вала расположены в верхней части блока цилиндров с левой стороны. В них запрессовывают втулки, свернутые из стальной, залитой свинцовистым баббитом, ленты. Окончательную расточку втулок под размеры шеек распределительного вала производят после запрессовки их в блок.

     К задней плоскости блока шестью болтами прикреплен картер сцепления. Положение картера сцепления на блоке фиксируется двумя штифтами. Для обеспечения сносности первичного вала коробки передач с коленчатым валом отверстие, центрирующее коробку передач в картере сцепления, окончательно обрабатывают в сборе с блоком. Поэтому картер сцепления не рекомендуется без особой необходимости снимать с блока и тем более переставлять с одного блока на другой. Для большей жесткости соединения картера сцепления с блоком с левой и правой сторон установлены кронштейны, которые одним концом крепятся к блоку цилиндров, а другим — к картеру сцепления. С левой стороны блока расположена коробка механизма газораспределения, в которой проходят штанги привода клапанов и установлены толкатели.

     На блоке имеется ряд отверстий для установки различного оборудования двигателя: прерывателя-распределителя, бензинового насоса, фильтра грубой очистки масла и др.

   Поршни отлиты из алюминиевого сплава. В процессе механической обработки поршни термообрабатывают. На цилиндрической головке поршня сделаны три канавки: две верхних канавки — для компрессионных колец, а нижняя — для маслосъемного кольца. В нижней канавке имеются две прорези для отвода в картер масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра.

     Юбка поршня овальной формы. Большая ось овала расположена в плоскости, перпендикулярной к плоскости оси поршневого пальца. Величина овальности 0,4 ± 0,01 мм. Диаметр верхней части юбки поршня меньше диаметра нижней части на 0,01— 0,02 мм (0,015 мм — предпочтительно). Для обеспечения работы поршня на непрогретом двигателе без стука в тело поршня, в месте перехода головки поршня в юбку, залито стальное терморегулирующее кольцо 6.

У становка колец на поршне:

1 — поршень; 2 — компрессионные кольца; Я — кольцевые диски маслосъемных колец; 4 — осевой расширитель; 5—радиальный расширитель; 6 —терморегулирующее кольцо

     В средней части поршень имеет две бобышки с отверстиями диаметром 25_o,oi мм для поршневого пальца. Ось их отверстий смещена на 1,5 мм в правую сторону (по коду автомобиля) от средней плоскости поршня для уменьшения возможности появлении стука при переходе поршня через п. м. т. От осевых перемещений поршневой палец удерживается двумя стопорными кольцами. Чтобы поршни правильно работали, он и должны быть установлены в цилиндры в строго определенном положении. Поэтому около одной из бобышек поршня имеется надпись «Перед» — этой стороной поршень должен быть обращен к переднему торцу блока. В нижней части юбки поршня предусмотрены специальные приливы для подгонки поршней по весу. После обработки поршни поминального размера должны иметь массу 550±2 г.

     Для улучшения приработки юбки поршня к цилиндру поршень покрывают оловом, толщина слоя которого лежит в пределах U,001- 0,006 мм. Между поршнем и цилиндром (при сборке и ремонтах двигателя) должен быть зазор 0,012—0,024 мм.

Коленчатый вал — пятиопорный, отлит из магниевого чугуна. Передний конец коленчатого вала уплотняется самоподжимным резиновым сальником 16, запрессованным в крышку распределительных шестерен 7 и работающим по наружной поверхности ступицы 2 шкива привода вентилятора. Перед сальником устанавливают маслоотражательную шайбу 8 для отвода масла, стекающего с распределительных шестерен. Специальная отбортовка на корпусе 15 сальника защищает сальник от масла, стекающего с крышки распределительных шестерен. К ступице 2 приварен грязеотражатель 1. На переднем конце коленчатого вала на шпонках посажены упорная шайба 9, стальная шестерня 14 привода распределительного вала и ступица 2 шкива привода вентилятора, водяного насоса и генератора. Штампованный из листовой стали шкив 5 привода вентилятора, водяного насоса и генератора крепятся к фланцу ступицы тремя болтами, которые расположены по диаметру неравномерно, поэтому шкив может быть установлен на ступицу только в одном определенном положении. Сделано это для облегчения установки зажигания. На шкиве имеется метка (отверстие диаметром 3 мм), при совпадении которой со штифтом 6 на крышке 7 распределительных шестерен поршень первого цилиндра находится в в. м. т. (подробно об этом см. раздел «Установка зажигания»). В резьбовое отверстие перед-пего конца коленчатого вала 4 ввернут храповик 3, служащий для пуска двигателя пусковой рукояткой и плотного прижатия ступицы шкива, маслоотражателыюй шайбы, шестерени и упорной шайбы к торцу первой коренной шейки.

Газораспределительный механизм

      Газораспределительный механизм обеспечивает впуск в цилиндры свежего заряда и выпуск отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса в каждом цилиндре двигателя. Впускные и выпускные клапаны расположены в головке вертикально. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала парой шестерен с косыми зубьями. На коленчатый вал посажена стальная шестерня, а на распределительный вал — текстолитовая, что значительно снижает шумность их работы. Обе шестерни имеют по два резьбовых отверстия для съемника. Привод клапанов осуществляется от распределительного вала через толкатели, штанги толкателей и коромысла.

     На диаграмме фаз газораспределения показаны моменты открытия н закрытия впускных и выпускных клапанов в соответствии с углом поворота коленчатого вала при теоретическом зазоре между клапаном и коромыслом 0,45 мм (на холодном двигателе). Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов по углу поворота коленчатого вала составляет 252°. Такт впуска начинается за 30° до окончания такта выпуска: в это время одновременно открыты впускные и выпускные клапаны.

Устройство клапанного механизма и привод клапанов:

а — устройство; б —схема работы толкателя; 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3—шганга; 4—седло; 5—клапан; 6—направляющая втулка; 7 — стопорное кольцо; 8 — шарнир; 9 — пружина; 10—колпачок; 11—тарелка; 12 — втулка; 13 — сухарики; 14—коромысло; 15 — регулировочный болт; 16—контргайка; 17 — ось коромыслов