Конструктивные особенности двигателей для автомобилей УАЗ
Отличительной особенностью семейства двигателей с рабочим объемом 2,9 л является оригинальная конструкция алюминиевого блока цилиндров с залитыми тонкостенными гильзами из чугуна (патент РФ № 2146183 с приоритетом от 01 нюня 1998 г.)
Применение блока указанной конструкции позволило увеличить диаметр цилиндра с 92 мм до 100 мм при сохранении межцилиндрового расстояния 116 мм (как на двигателях с рабочим объемом 2,5 л), обеспечить при этом значительное увеличение жесткости блока цилиндров по сравнению с блоком, имеющим "мокрые" гильзы, и практически полностью исключить овализацию гильз в процессе эксплуатации, что существенно повысило ресурс цилиндро-поршневой группы и снизило эксплуатационный расход масла.
Сохранение межцилиндрового расстояния позволило сохранить взаимозаменяемость значительной части основных деталей и узлов нового двигателя с двигателями рабочего объема 2,5 л.
В целях снижения массы поршня уменьшено на 7 мм расстояние от днища поршня до оси поршневого пальца. Соответственно на 7 мм увеличена длина шатуна, в результате чего уменьшились усилия, действующие на боковую поверхность поршня, что привело в итоге к снижению интенсивности износа юбок поршней и рабочих поверхностей гильз цилиндров.
Для применения унифицированной головки блока цилиндров на двигателях 2,5 л и 2,9 л часть объема камеры сгорания (около 12 см3) выполнена в днище поршня в виде усеченного конуса. Такое разделение объема камеры сгорания на две части улучшило процесс сгорания и детонационные характеристики двигателя, что, в свою очередь, обеспечило устойчивую работу двигателя в более широком диапазоне изменения октанового числа бензина и угла опережения зажигания.
Повышена эффективность системы охлаждения за счет установки насоса системы охлаждения с увеличенной на четверть производительностью и повышенным давлением подачи. Подача охлаждающей жидкости от насоса осуществляется в блок цилнндров.
Двигатели 4215.10, устанавливаемые на автомобили семейства "ГАЗель", имеют отдельный от насоса системы охлаждения (автономный) привод вентилятора с устройством для натяжения ремня.
На двигателях всех модификаций устанавлинаются коленчатые валы с закалкой коренных и шатунных шеек токами высокой частоты (ТВЧ). Это обеспечивает надежную работу коренных и шатунных подшипников в течение не менее 250-ЗОО тыс. км пробега без смены вкладышей.
Задняя часть коленчатого вала уплотняется самоподжимным резиновым сальником, что исключает проникновение масла из масляного картера в полость картера сцепления.
Двигатели 421.10-ЗО для автомобилей семейства УАЗ-3160 и 4215.10 для автомобилей семейства "ГАЗель" комплектуются чугунными распределительными валами с отбелом кулачков, что значительно увеличило ресурс пары кулачок - толкатель. При этом на впускном и выпускном клапанах применяются по две пружины, что существенно повышает надежность работы газораспределительного механизма. В дальнейшем все модификации выпускаемых двигателей будут иметь аналогичную комплектацию.
Конструкция двигателей 4178.10.с рабочим объемом 2,5 л достаточно хорошо известна. В данном разделе остановимся лишь на тех изменениях, которые претерпел двигатель в последние годы.
1. Система охлаждения выполнена по циркуляционной схеме аналогично схеме двигателя 421.10: подача охлаждающей жидкости в блок, выход - через головку в
корпус термостата. Прежняя система охлаждения предусматривала принудительную подачу жидкости через водораспределительную трубу в рубашечное пространство
головки с выходом из головки через корпус термостата. Охлаждаемая полость головки связана с рубашкой блока протоками, через которые происходит обмен
жидкостью между блоком и головкой только за счет термосифонного эффекта.
Переход на единую схему системы охлаждения на двигателях с рабочим объемом 2,9 и 2,5 л позволил унифицировать на этих двигателях насосы, корпусы термостатов, головки блока цилиндров.
2. Все двигатели комплектуются коленчатыми валами с уплотнением задней части самоподжимной резиновой манжетой. Коленчатые валы имеют закалку коренных и шатунных шеек токами высокой частоты.
3. На части двигателей вместо карбюратора К151В применяется карбюратор 4178.1107010, разработанный специально для двигателя 4178.10 ОАО "ДААЗ" на базе карбюратора автомобиля "ОКА". Карбюратор обеспечивает более стабильные выходные характеристики двигателей на всех режимах, в том числе более устойчивую работу на холостом ходу.
Выпускаемые в настоящее время двигатели с объемом цилиндров 2,5 и 2,9 л по внешнему виду практически не отличаются. Различить их можно только по оформлению стенки блока цилиндров со стороны выпускного коллектора: на двигателях с объемом цилиндров 2,9 л стенки рубашки каждого цилиндра имеют выпуклую форму со стальными заглушками диам. 45 мм, запрессованными в специальные гнезда.
Общие виды двигателей с карбюраторной системой питания, а также их продольный и поперечные разрезы показаны на рис. 2.1 - 2.6. Двигатели с электронным впрыском бензина представлены на рис. 2.7 и 2.8.
Рис. 2.1. Двигатели 421.10, 4178.10 (вид спереди): 1 - шкив демпфера коленчатого вала; 2 - датчик указателя давления масла; 3 - датчик аварийного давления масла; 4 - штуцер отбора разрежения на вакуумный усилитель тормозной системы; 5 - патрубок отвода охлаждающей жидкости в радиатор; 6 - датчик указателя температуры охлаждающей жидкости; 7 - корпус термостата; 8 - патрубок подвода охлаждающей жидкости из радиатора
Рис. 2.2. Двигатели 421.10,4178.10 (вид слева): 1 - фильтр тонкой очистки топлива; 2 - крышка маслозаливной горловины; 3 - указатель уровня масла; 4 - крышка коромысел; 5 - головка блока цилиндров; 6 - датчик-распределитель зажигания; 7 - стартер; 8 - картер сцепления; 9 - нижняя часть картера сцепления; 10 - топливный насос; 11 - кронштейн подвески; 12 - регулятор разрежения в картере
Рис. 2.3. Двигатель 421.10 (вид справа): 1 - сливной краник блока цилиндров; 2 - блок цилиндров; 3 - выпускной коллектор; 4 - заслонка подогрева выпускной трубы; 5 - впускной коллектор; 6 - карбюратор; 7 - генератор; 8 - масляный фильтр; 9 - пробка сливного отверстия масляного картера
Рис. 2.4. Двигатель 4215.10 (вид спереди): 1 - шкив демпфера коленчатого вала; 2 - корпус привода вентилятора со шкивом привода; 3 - шкив насоса системы охлаждения; 4 - штуцер отбора разрежения к вакуумному усилителю тормозной системы; 5 - клапан рециркуляции отработавших газов; 6 - шланги подвода разрежения от карбюратора к клапану рециркуляции; 7 - шланг малой ветви вентиляции картера; 8 - штуцер для подсоединения шланга вентиляции картера к воздушному фильтру; 9 - штуцер для подсоединения пароотводящего шланга от расширительного бачка; 10 - гайка
фиксации положения натяжителя привода вентилятора; 11 - рычаг натяжителя ремня; 12 - натяжитель ремня со шкивом
Рис. 2.5. Двигатель 421.10 (продольный разрез)
Рис. 2.6. Двигатель 421.10 (поперечный разрез): 1 - канал главной масляной магистрали; 2 - масляный фильтр; 3 - выпускной коллектор; 4 - впускная труба; 5 - штуцер отбора разрежения на вакуумный усилитель тормозной системы; 6 - карбюратор; 7 - кран подачи охлаждающей жидкости к радиатору системы отопления салона; 8 - привод распределителя и масляного насоса; 9 - масляный насос
Рис. 2.7. Двигатели 4213.10 и 420.10 (вид спереди): 1 - шкив демпфера с диском синхронизации; 2 - датчик положения коленчатого вала (синхронизации); 3 - впускная труба; 4 - датчик температуры охлаждающей жидкости (в системе электронного регулирования); 5 - ресивер; 6 - регулятор добавочного воздуха; 7 - дроссельный узел; 8 - датчик температуры воздуха на впуске; 9 - шланги подвода
охлаждающей жидкости к дроссельному узлу; 10 - катушки зажигания; 11 - датчик положения распределительного вала (фазы)
Рис. 2.8. Двигатель 4213.10 (вид справа): 1 - регулятор давления бензина; 2 — шланг подвода разрежения от ресивера к регулятору давления бензина; 3 - датчик детонации; 4 - регулятор добавочного воздуха; 5 - топливопровод с форсунками; 6 - дроссельный узел; 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости (в системе электронного регулирования); 8 - датчик указателя давления масла; 9 - датчик аварийного давления масла; 10 - датчик положения коленчатого вала; 11 - шкив демпфера с диском синхронизации
Как уже указывалось ранее, двигатель с рабочим объемом 2,9 л по достаточно большому числу деталей унифицирован с двигателями с рабочим объемом 2,5 л, например, по деталям и узлам системы смазки, газораспределительного механизма, некоторым деталям кривошипно-шатунного механизма и т. д. В то же время некоторые детали и узлы двигателя с объемом 2,9 л нашли применение на двигателях с рабочим объемом 2,5 л, например, головка блока цилиндров, детали и узлы системы охлаждения, сцепление и т. д., что привело к дальнейшему совершенствованию их конструкции и, одновременно, позволило добиться большей унификации двигателей.
Далее в этой главе более подробно рассматривается устройство этих и других деталей и узлов на примере, в основном, двигателей с рабочим объемом 2,9 л.
Одновременно, в необходимых случаях, отмечается применяемость этих деталей и узлов по базовым моделям двигателей.
