Система смазки ВАЗ-2110

Поршень.

Поршень воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршни работают в весьма тяжелых условиях: они испытывают воздействие горячих газов и воспринимают большие динамические нагрузки. В связи с тяжелыми условиями работы поршень должен обладать высокой прочностью, небольшой массой, хорошей теплопроводностью и износостойкостью.

На поршень воздействуют большие механические и тепловые нагрузки от газовых сил, возникающих в цилиндре, и инерционных сил. Через поверхности поршня отводится теплота, передаваемая от продуктов сгорания и от трения колец по гильзе. При передаче теплоты от газов к днищу поршня температура его поверхности в отдельных точках достигает 250 ... 300 °С. Поэтому для изготовления поршней применяют сплавы алюминия с повышенным содержанием кремния.

Поршень двигателя ЗИЛ-508.10 отлит из алюминиевого сплава АЛЗО с содержанием кремния около 12%. Его днище плоское, а юбка — с овальной и бочкообразной поверхностью направляющей части. Поршни изготовляют с тремя и четырьмя кольцевыми канавками. Ось поршневого кольца смещена на 1,6_0Д мм от оси поршня в сторону, на которую действует наибольшая боковая сила.

Применяют два типа поршней: с залитой под верхнее поршневое кольцо чугунной вставкой и без нее.

Юбка поршня неразрезная повышенной жесткости; от головной части поршня отделена двумя прорезями, проходящими через заднюю стенку канавки маслосъемного кольца. Прорези заканчиваются четырьмя литыми профилированными окнами, выходящими на боковую поверхность юбки в зоне приливов (бобышек) под поршневой палец.

Овальность юбки поршня определяется разностью наибольшего и наименьшего (вдоль оси поршневого кольца) диаметров и < равна (0,201 ± 0,025) мм. Бочкообразная форма юбки поршня улучшает условия смазывания и существенно снижает уровень шума, создаваемого поршневой группой при пуске и прогреве холодного двигателя. Наибольший диаметр юбки поршня расположен на расстоянии примерно 84 мм от днища поршня. По этому диаметру поршни разбиваются на пять классов с разностью диаметров в пределах одного класса 0,01 мм. Боковая поверхность поршня покрыта тонким слоем олова, что улучшает приработку. Каждому классу поршня в зависимости от фактического диаметра юбки, измеренного при температуре (20 ± 3) °С, соответствует определенная маркировка.

Для ремонта выпускают поршни увеличенного на 0,5; 1,0; 1,5 мм диаметра. При использовании поршней ремонтных размеров соответственно увеличивают внутренний диаметр гильзы. Маркировка поршня по диаметру юбки и размер ремонтной группы нанесены на днище поршня.

Диаметр отверстий под поршневой палец равен 28Zo;o?s мм. В пределах этого допуска на диаметр поршни разбиваются на четыре группы. Каждая группа имеет цветную метку, нанесенную краской на внутренней поверхности поршня. Используются следующие значения диаметров', измеренные при температуре (20 ± 3) °С в пределах каждого класса и их цветовой код.

При нормальных условиях поршневой палец в поршне установлен с небольшим натягом (2,5 ... 7,5 мкм). При рабочей температуре поршня из-за различия в коэффициентах линейного расширения стали и алюминия в соединении этих деталей появляется зазор.

В отверстиях под поршневой палец выполнены канавки для установки стопорных колец, которые ограничивают перемещение поршневого пальца в осевом направлении.

При работе двигателя разные участки поршня как на днище, так и на боковых его поверхностях нагреваются неодинаково. Наибольшая температура на поверхности центра днища поршня, непосредственно соприкасающейся с продуктами сгорания. По мере удаления от поверхности центра днища температура поршня снижается. Наиболее высокая температура боковой части поршня в зоне поршневых колец. Для компенсации неодинакового расширения различных участков этой зоны головка поршня выполнена ступенчатой. Наименьший диаметр имеет участок головки поршня над канавкой под верхнее компрессионное кольцо, наибольший— над канавкой под третье кольцо. Кольцевые канавки прямоугольного сечения.

Зазор между юбкой поршня и гильзой цилиндра при нормальных условиях должен находиться в пределах 0,06 ... 0,08 мм. Его определяют по максимальному диаметру юбки (на расстоянии 84 мм от днища поршня). При подборе пары классы поршня и гильзы по диаметру должны совпадать. Если поршень подбирают к гильзе, установленной в блок или неизвестны классы гильзы и поршня, подбор поршня к гильзе проводят, используя ленточный щуп толщиной 0,08 мм, шириной 10 мм и длиной 200 мм. Щуп устанавливают между боковой стенкой поршня и гильзой и вытягивают динамометром. При правильном подборе поршня к гильзе усилие, необходимое для вытаскивания щупа, находится 52

в пределах 25 ... 50 Н. При этом поршень погружают в гильзу в перевернутом положении на всю его высоту. Важно правильно подобрать поршень и гильзу по диаметру, так как при большом зазоре поршни стучат в случае работы с непрогретым двигателем, а при недостаточном зазоре появляются риски и задиры на поршне и гильзе.

Масса поршня без нерезистовой вставки равна (800 ± 5) г, со вставкой — (870 ± 5) г. В одном комплекте должны быть поршни только одного вида. Смешанная установка поршней не допускается из-за нарушения балансировки коленчатого вала.
Газораспределительный механизм.

Газораспределительный механизм (другое наименование – система газораспределения, сокращенное наименование – ГРМ) предназначен для обеспечения своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов.

В современных автомобильных двигателях применяют механизм газораспределения с верхним расположением клапанов, которое позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечить лучшее наполнение цилиндров горючей смесью и облегчить регулировку тепловых зазоров.

К недостаткам верхнего расположения клапанов следует отнести усложнение механизма газораспределения при нижнем расположении распределительного вала или усложнение привода к нему при верхнем расположении последнего, а также увеличение высоты головки цилиндра, что при вертикальном расположении цилиндров приводит к увеличению высоты, а при горизонтальном – ширины двигателя. В короткоходных двигателях последний недостаток сказывается меньше вследствие небольшой высоты блока и картера

К недостаткам же относятся малый ресурс привода ремня ГРМ, как правило, 50 -150 тыс. километров, периодическая необходимость замены ремня привода ГРМ. В случае обрыва ремня привода ГРМ, клапана как правило выходят из строя, поэтому ремень ГРМ необходимо менять строго по регламенту. Цепь привода ГРМ тоже нуждается в периодической замене, её ресурс чаще всего в 2 – 3 раза выше ,чем ресурс ремня, цепь привода ГРМ может перескочить на один и более зубьев, если не будет достаточного натяжения. Цепной привод ГРМ имеет еще один недостаток по сравнению с ременным – дороговизна. Так же к недостаткам можно отнести сложность настройки тепловых зазоров клапанов

Назначение изменяющегося шага навивки пружины.

Пружина создает усилие, необходимое для закрытия клапана и плотной его посадки в седло. Пружины выполнены с постоянным или переменным шагом витков. Переменный шаг позволяет избежать резонанса пружины. При сборке конец пружины с меньшим шагом витков должен располагаться у тарелки клапана.

У двигателей с верхним расположением клапанов обычно устанавливают по две пружины противоположной навивки, что устраняет возможность проваливания клапана в цилиндр при поломке основной пружины.

У быстроходных двигателей могут возникнуть резонансные колебания пружин, а, соответственно, и клапанов. Если установлено две пружины, то каждая из них будет иметь определенный период собственных колебаний. При попадании одной из пружин в резонанс вторая будет служить гасителем колебаний.

Последствия отсутствия зазоров в ГРМ

. При сборке газораспределительного механизма двигателя в кинематической цепи привода клапанов необходимо оставлять зазор для компенсации теплового удлинения и обеспечения надежной посадки клапана в седло. Нормальный зазор, устанавливаемый между стержнем клапана и бойком коромысла, в процессе работы двигателя вследствие износа деталей может измениться. Поэтому тепловые зазоры необходимо периодически проверять и регулировать

. Нарушение регулировки зазора в приводе клапанов заключается в увеличении или уменьшении зазора между клапаном и толкателем в нижне-клапанном двигателе и клапаном и коромыслом в верхнеклапанном двигателе. Зазор этот должен обеспечивать плотную посадку и бесшумную работу клапанов. В процессе работы двигателя вследствие износа, деформации деталей механизма газораспределения величина зазора изменяется. Как увеличение, так и уменьшение зазора приводит к нарушению нормальной работы двигателя. При отсутствии зазора между клапаном и коромыслом нарушается плотность посадки клапана. В результате этого во время рабочего хода поршня газы прорываются через не плотность. Происходит подгорание клапанов и их седел.

Не плотность посадки клапанов можно установить по внешним признакам. Если не плотность имеется между впускным клапаном и его седлом, газы прорываются во впускной трубопровод, и это сопровождается «чиханием» в карбюраторе. При неплотном прилегании выпускного клапана к седлу появляются выстрелы в глушителе.

Фильтр грубой очистки топлива ЯМЗ-236

В системе питания дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 применяют фильтры грубой и тонкой очистки топлива, включенные в систему последовательно.Очистка топлива от различных примесей имеет большое значение для всех двигателей,но для дизелей— особенно,так как топливная аппаратура смазывается самим топливом.Оно довольно густое и его труднее очистить от механических примесей, чем бензин. Мельчайшие примеси могут вывести из строя плунжерные пары, нагнетательные клапаны, форсунки и т. д. Поэтому на нефтебазах дизельное топливо отстаивают,прежде чем отпускать потребителям.

Фильтр грубой очистки топлива дизеля ЯМЗ-236.Фильтр (рис. 3,а) имеет сменный фильтрующий элемент 2, вставленный в корпус 3, закрытый крышкой 5. Фильтрующий элемент состоит из хлопчатобумажной пряжи, намотанной на каркас, который изготовлен в виде трубки с большим количеством отверстий. При установке фильтрующего элемента в корпус направляющая розетка, приваренная к днищу корпуса,входит в отверстие элемента. Кроме того, плотное соединение фильтрующего элемента с корпусом и крышкой

Рис. 3. Топливные фильтры грубой очистки:

а – дизеля ЯМЗ-236; б – дизеля автомобиля КамАЗ-5320; 1 и 16 –сливные пробки;2 – фильтрующий элемент; 3 и 15 –корпуса; 4, 7 и 17 –отверстия; 5 и9 – крышки; 6 –пробка; 8 и 10 –прокладки; 11 –распылитель;12 – отражатель;13 – фильтрующая сетка; 14 – успокоитель.

достигается тем, что трехгранные кольцевые ребра крышки и днища корпуса вдавливаются в мягкие торцовые поверхности.

Топливо,подаваемое к фильтру грубой очистки, проходит через отверстие7 и заполняет пространство между корпусом и фильтрующим элементом.Пройдя через слой пряжи,очищенное топливо поступает внутрь каркасной трубки, поднимается вверх и по каналам крышки проходит через отверстие4 в отводящий трубопровод.На внешней поверхности фильтрующего элемента и на днище корпуса осаждаются механические примеси. При заполнении системы питания топливом воздух из фильтра удаляется через отверстие,закрываемое пробкой 6.

Фильтр грубой очистки дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Фильтр(рис. 3, б) установлен с левой стороны на раме автомобиля и состоит из корпуса 15, крышки9, распылителя11, отражателя12, фильтрующей сетки 13 и успокоителя14.

В крышке есть пробка для удаления воздуха из фильтра и два отверстия,в которые ввертывают штуцера для подвода и отвода топлива. Топливо,поступающее к фильтру грубой очистки, подается к распылителю11 и стекает по отражателю12 в корпус 15. Крупные механические примеси, и вода осаждаются на дне корпуса,а топливо, которое прошло фильтрующую сетку 13, поступает по центральному отверстию в топливопровод и к топливоподкачивающему насосу.

Схема системы питания топливом дизельного двигателя.

Работает следующим образом: очищенный воздухоочистителем воздух по впускному трубопроводу поступает в цилиндры дизеля. Топливо из топливного бака 1 по топливопроводам через фильтр 2 грубой очистки топлива засасывается подкачивающим насосом и нагнетается в фильтр 4 тонкой очистки топлива.

Очищенное топливо поступает в топливный насос 7 и далее по трубкам высокого давления через форсунки 6 в цилиндры дизеля. Избыточное топливо от форсунок по трубке 3 сливается в топливный бак.

1 — топливный бак; 2 — фильтр грубой очистки топлива (ФГО); 3 — трубка слива топлива в бак; 4 — фильтр тонкой очистки топлива (ФТО); 5 — трубка отвода воздуха; 6 — форсунка; 7 — топливный насос

Система смазки ВАЗ-2110

Назначение системы.

Основное назначение системы смазки двигателя — снижение износа трущихся деталей двигателя: поршней, цилиндров, подшипников коленчатого вала, механизма газораспределения. Моторное масло также выполняет герметизирующую функцию — уплотняет зазор между поршнем и стенками цилиндра, где, несмотря на специальные кольца, есть зазор в тысячные доли миллиметра. Помимо этого масло выполняет и функцию охлаждения. При сгорании топлива лишь треть полученной энергии используется для совершения полезного действия. Оставшаяся часть покидает двигатель в виде тепла вместе с отработавшими газами. Еще часть тепловой энергии отводится через систему охлаждения и масло. Например, с одной стороны, тепло от поршня отводится через кольца и слой масла и далее через стенки цилиндра охлаждающей жидкостью. С другой стороны, поршень непосредственно охлаждается разбрызгиваемым в картере маслом. Кроме того, маслом охлаждаются все подшипники коленчатого и распределительного валов и т.д. Затем поглощенное маслом тепло через поддон картера отводится в атмосферу.

При конструировании двигателей к маслу предъявляют и другие дополнительные требования: например, оно не должно испаряться при высокой температуре, возникающей на рабочей поверхности цилиндров, также в этих сложных условиях не должна нарушаться масляная пленка. Сгорание масла не должно сопровождаться образованием нагара — ведь расход масла обусловлен сгоранием его части в процессе работы двигателя. Масло также должно смывать копоть и грязь, чтобы они не накапливались в двигателе. Оно не должно терять свойств с течением времени, а также должно препятствовать загрязнению двигателя и т.д.

Путь масла к клапанному узлу ГРМ

Система смазки двигателя ВАЗ-2110 -комбинированная, при которой часть деталей смазывается под давлением, часть самотеком и разбрызгиванием. Емкость системы смазки 3,5 л. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опоры распределительного вала. Маслом, вытекающим из зазоров и разбрызгиваемым движущимися деталями, смазываются стенки цилиндров,поршни с поршневыми кольцами, поршневые пальцы в бобышках поршня, кулачки распределительного вала, толкатели клапанов, а также стержни клапанов в их направляющих втулках.

Циркуляция масла при работе двигателя происходит следующим образом. Масляный насос,расположенный на переднем конце коленчатого вала, засасывает масло через фильтрующую сетку маслоприемника , приемную трубку и канал в корпус насоса и подает его по каналам в блоке цилиндров к полнопроточному фильтру. В фильтре масло очищается от механических примесей и смолистых веществ. Отфильтрованное масло по каналу 1поступает в главную масляную магистраль, проходящую вдоль блока цилиндров, а оттуда по каналам в перегородках блока цилиндров подводится к коренным подшипникам коленчатого валаИз главной масляной магистрали масло по вертикальным каналам в блоке и головке цилиндров подводится в масляную магистраль головки цилиндров, а оттуда по каналам к подшипникам распределительного вала. Вытекающим из подшипников распределительного вала маслом смазываются рабочие поверхности кулачков и толкателей клапанов.
Система пуска

Система запуска двигателя, как следует из названия, предназначена для запуска двигателя автомобиля. Система обеспечивает вращение двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск.

На современных автомобилях наибольшее распространение получила стартерная система запуска. Система запуска двигателя входит в состав электрооборудования автомобиля. Питание системы осуществляется постоянным током от аккумуляторной батареи.

Система запуска имеет следующее устройство:

стартер с тяговым реле и механизмом привода;
замок зажигания;
комплект соединительных проводов.
Стартер создает необходимый крутящий момент для вращения коленчатого вала двигателя.
Тяговое реле обеспечивает питание обмоток стартера и работу механизма привода
Механизм привода предназначен для механической передачи крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя.
, муфта свободного хода (обгонная муфта), ведущая шестерня. Передача крутящего момента осуществляется путем зацепления ведущей шестерни с зубчатым венцом маховика коленчатого вала.
Замок зажигания при включении обеспечивает подачу постоянного тока от аккумуляторной батареи к тяговому реле стартера.

Устройство и принцип действия стартера 29,3708.
Особенности конструкции.
Для раскручивания коленчатого вала двигателя до частоты, при которой он начнет работать (т.е. для пуска двигателя), применяется стартер типа 29.3708. Он проворачивает коленчатый вал шестерней за зубчатый венец маховика. Мощность стартера составляет 1,3 кВт при потребляемой силе тока 260 А. Стартер представляет собой четырехполюсный электродвигатель постоянного тока со смешанным возбуждением, с дистанционным электромагнитным включением и роликовой муфтой свободного хода.
Он состоит из следующих основных частей: корпуса , якоря с муфтой свободного хода и шестерней привода, двух крышек и и тягового реле . Корпус и крышки соединены вместе двумя стяжными болтами. Внутри стального корпуса закреплены винтами четыре стальных полюса с катушками обмотки возбуждения. Корпус вместе с полюсами и обмоткой представляет собой статор стартера. Три катушки обмотки (сериесные) соединены с обмоткой якоря последовательно, а одна (шунтовая) параллельно.
Поэтому возбуждение стартера и называется смешанным. Оно позволяет получить большой крутящий момент в заторможенном состоянии и сравнительно низкую частоту вращения якоря на холостом ходу, что уменьшает износ втулок подшипников и облегчает условия работы муфты свободного хода. Между полюсами статора вращается якорь, собранный на валу . Сердечник якоря набран из пластин электротехнической стали, напрессованных на среднюю часть вала. По окружности сердечника имеются продольные пазы, изолированные картоном, в которых находится обмотка якоря, выполненная медной лентой. Концы обмотки припаяны к пластинам коллектора и для большей надежности зачеканены. Вал якоря вращается в двух металлокерамических втулках. Задняя втулка запрессована в крышке , а передняя расположена в картере сцепления и передний конец вала якоря входит в нее при установке стартера в гнездо картера сцепления.
Особенностью стартера 29.3708 является торцевой коллектор , напрессованный на заднюю часть вала якоря. Применение его позволило уменьшить длину и "массу" стартера. Кроме того, торцевой коллектор способствует более стабильной и длительной работе щеточного контакта. На переднем конце вала якоря расположена муфта свободного хода с шестерней привода.
При пуске двигателя муфта передает крутящий момент от вала якоря на шестерню, а после пуска разобщает шестерню и вал якоря, и поэтому вращение маховика на вал не передается. В результате якорь защищается от "разноса" повреждения центробежными силами из-за чрезмерной частоты вращения. Тяговое реле прикреплено к крышке . С его помощью дистанционно управляют включением стартера. Реле замыкает цепь питания обмоток якоря и статора, а также через рычаг вводит шестерню в зацепление с венцом маховика. Реле двухобмоточное, имеет втягивающую и удерживающую обмотки, намотанные в одну сторону.
Работа стартера.
Стартер включается с помощью вспомогательного реле ,
установленного в моторном отсеке. При повороте ключа в положение 11 ("Стартер") замыкаются контакты "30" и "50" выключателя зажигания, и подается напряжение на обмотку вспомогательного реле . Оно срабатывает, и через его замкнутые контакты идет ток в обмотки тягового реле стартера. Под действием этого тока возникает магнитное усилие , втягивающее якорь до соприкосновения с сердечником .
Якорь втягивается и толкает шток с контактной пластиной , которая замыкает контактные болты .Одновременно якорь реле рычагом передвигает вперед муфту свободного хода с шестерней и вводит ее в зацепление с венцом маховика. При замыкании контактных болтов втягивающая обмотка реле обесточивается. Но поскольку якорь реле уже втянут, то для его удержания в этом положении требуется сравнительно небольшой магнитный поток, который обеспечивается одной удерживающей обмоткой . Через замкнутые контакты тягового реле идет ток, питающий обмотки статора и якоря.
Якорь стартера начинает вращаться и крутящий момент от вала якоря передается через муфту и шестерню к венцу маховика. После пуска двигателя маховик начинает вращать шестерню стартера, и частота вращения шестерни начинает превышать частоту вращения якоря стартера. Внутреннее кольцо муфты увлекает ролики в широкую часть паза наружного кольца , сжимая пружины плунжеров. В этой части паза ролики свободно вращаются, не заклиниваясь, и крутящий момент от маховика двигателя не передается на вал якоря стартера. При выключении стартера контакты вспомогательного реле размыкаются, и ток питания обмоток стартера идет по следующему пути: "плюс" аккумуляторной батареи замкнутые контакты тягового реле втягивающая, а затем удерживающая обмотки тягового реле "масса".
Так как направление тока в витках обмоток противоположное, то магнитные потоки, создаваемые обмотками, компенсируют друг друга, и сердечник реле размагничивается. Якорь реле пружинами отжимается в исходное положение, и контакты реле размыкаются, отключая питание обмоток якоря и статора стартера. Одновременно якорь тягового реле рычагом передвигает муфту свободного хода назад и выводит шестерню из зацепления с венцом маховика. Якорь стартера тормозится силами трения щеток о коллектор, и он быстро останавливается.