Рабочий цикл и порядок работы цилиндров двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец»
Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания (ДВС) МеМЗ-968 автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» представляет собой совокупность процессов, которые происходят в определенной последовательности в цилиндрах: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск .
Рабочий цикл двигателя МеМЗ-968 осуществляется за 2 оборота коленвала, из чего следует, что каждый такт осуществляется за пол-оборота (180°) коленвала.
Выбор последовательности чередования одноименных тактов либо порядка работы двигателя 1—3—4—2 осуществлен из условий уравновешенности коленвала двигателя и обеспечения равномерности вращения.
Когда в 1-м цилиндре поршень перемещается вниз (диапазон 0-180° поворота коленвала), осуществляется сгорание и расширение газов. При расширении газы совершают полезную работу, в связи с чем этот такт называется рабочим ходом. 3-й цилиндр от 1-го отстает на 180°, и в нем поршень осуществляет движение вверх, сжимая рабочую смесь. В 4-м цилиндре, который отстает от 1-го на 360°, а от 3-го на 180°, поршень осуществляет движение вниз и совершается впуск горючей смеси. Во 2-м цилиндре, который отстает по циклу рабочего процесса на 540° от 1-го цилиндра, в это время поршень перемещается вверх и отработавшие газы выпускаются.
Аналогичным образом в диапазоне 180-360° поворота первой шатунной шейки осуществляется рабочий ход в 3-м цилиндре, сжатие — в 4-м, впуск — во 2-м и выпуск — в 1-м и т. д.
Фазы газораспределения двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец»
Чем лучше очиститься от отработавших газов цилиндр и чем в него больше поступит новой горючей смеси, тем работа, совершенная за цикл, будет больше. С целью решить данную задачу применяются инерционные свойства газовой струи, которые дают возможность из цилиндров интенсивно отсасывать газы и нагнетать туда горючую смесь. Выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются не точно в нижней мертвой точке (НМТ) либо в верхней мертвой точке (ВМТ), а с некоторым запаздыванием или опережением, и такты «выпуск» и «впуск» более длительны, чем такты «рабочий ход» и «сжатие».
Начало впуска в цилиндр горючей смеси (начало открывания впускного клапана) осуществляется до прихода поршня в ВМТ на расстоянии, которое соответствует 20° поворота коленвала до ВМТ. Из-за подобного раннего начало открытия впускного клапана происходит улучшение наполнения рабочей смесью цилиндра, потому что в момент, когда поршня начинает опускаться (после прохождения ВМТ) клапан оказывается полностью открытым. Закрывание впускного клапана осуществляется в тот момент, когда поршень пройдет НМТ и начнет перемещаться вверх на расстоянии, которое соответствует 60° поворота коленвала после НМТ. По причине инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она по-прежнему продолжает поступать в цилиндр после того, как НМТ будет пройдена поршнем. Этим обеспечивается наилучшее наполнение цилиндра. Из чего следует, что фактически впуск происходит за время поворота коленвала на 260°.
Начало выпускания отработавших газов происходит до полного завершения рабочего хода, когда в цилиндре давление газов еще достаточно велико. Открывается выпускной клапан до прихода в НМТ поршня, на расстоянии, которое соответствует 60° поворота коленчатого вала до НМТ. Давление, имеющееся в цилиндре, вызывает интенсивное истечение из цилиндра газов, из-за чего их температура и давление быстро опускаются. Это сильно уменьшает работу двигателя МеМЗ-968Н во время выпуска, а также предохраняет его от перегрева. Выпуск газов продолжается даже после прохождения ВМТ поршнем, т. е. когда коленвал повернется еще на 20°. В итоге, продолжительность выпуска длиться также 260°.
По диаграмме фаз газораспределения можно увидеть, что есть такой период (40° поворота коленвала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — выпускной и впускной. Данное положение называют перекрытием клапанов. Вследствие малого времени перекрытие клапанов не приводит к ситуации, когда отработавшие газы могут проникнуть во впускной трубопровод и, наоборот, из-за инерции потока отработавших газов происходит подсос в цилиндр горючей смеси и этим улучшается его наполнение. Представленные фазы газораспределения существуют при зазоре 0,45 мм между стержнем клапана и коромыслом на холодном двигателе.
На зубчатых колесах нанесены метки для верной установки фаз газораспределения и балансирного механизма.
Устройство двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец»
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» карбюраторный, четырехтактный, V-образный, верхнеклапанный, с уравновешивающим механизмом, с рабочим объемом 1197 см 3 , имеет 4 отдельных цилиндра, которые укреплены на картере под углом 90° попарно .
Охлаждение двигателя МеМЗ-968Н воздушное, производится от осевого вентилятора, который расположен в развале цилиндров.
Головки цилиндров и цилиндры двигателя автомобиля ЗАЗ-968М с целью увеличения площади охлаждения обладают оребренной поверхностью.
Объем камеры сгорания 41,2-43,7 см 3 .
Компоновка ДВС выделяется удобством и простотой обслуживания. Узлы двигателя, которые требуют регулировки либо ухода (свечи 8, распределитель зажигания 34, воздушный фильтр, генератор 28, карбюратор 33, регулировочные винты коромысел, стартер, центробежный маслоочиститель), установлены в легкодоступном месте.
Карбюратор с одной камерой обеспечивает равномерную работу двигателя «Запорожца» сразу же после пуска, высокую приемистость, уверенный пуск и экономичность двигателя.
При нормально заряженном аккумуляторе, использовании зимнего масла и правильной регулировке системы зажигания двигатель без подогрева запускается от стартера при температуре окружающего воздуха до -15° C с одной-двух попыток.
У смазочной системы двигателя МеМЗ-968Н есть механический полнопоточный центробежный маслоочиститель. Через него проходит все масло двигателя. Для обеспечения хороших смазывающих свойств, стойкости против окисления, а также для работы двигателя в большом диапазоне температур, масло имеет комплекс присадок.
Цилиндры двигателя нумеруются от вентилятора: с левой стороны 1-й и 2-й, с правой — 3-й и 4-й. Порядок работы цилиндров: 1—3—4—2 (см. схему на рисунке).
Порядок работы цилиндров двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М Запорожец.
Картер 36 двигателя МеМЗ-968Н имеет туннельный тип, в нем установлен коленвал 2 на трех опорах. Коленвал отлит из специального высокопрочного чугуна. Поршни 7 отлиты из сплава алюминия. У них имеются по два компрессионных кольца и одно маслосъемное кольцо, которое состоит из двух дисков и расширителей – радиального и осевого. Шатуны 3 имеют двутавровое сечение. Нижняя головка шатуна является разъемной, с тонкостенными вкладышами, в верхнюю головку запрессована втулка. Картер снизу закрыт масляным картером 1, который отлит из магниевого сплава. В трех расточках картера установлен распредвал. Внутри него находится вал 46 балансирного механизма.
Головка цилиндров ДВС автомобиля ЗАЗ-968М общая на два цилиндра. На каждый цилиндр имеется по одному выпускному и впускному клапану.
Затягивание гаек крепления головки цилиндров осуществляется в два приема: сначала предварительная затяжка с усилием около 16-20 Н·м (1,6-2 кгс·м), затем окончательная затяжка с усилием около 40-50 Н·м (4-5 кгс·м) в порядке, который указан на рисунке.
Порядок затяжки гаек головок цилиндров двигателя МеМЗ-968Н на автомобиле ЗАЗ-968М Запорожец.
Привод балансирного и распределительного валов осуществляется косозубыми зубчатыми колесами 45 и 47 от коленчатого вала.
Продольный, а также поперечный разрезы двигателя МеМЗ-968Н, изображенные на рисунках, дают представление об устройстве ДВС ЗАЗ-968М, а также представление о приводе агрегатов.
Поперечный и продольный разрезы двигателя МеМЗ-968Н автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец»: 1 — Картер масляный; 2 — Вал коленчатый; 3 — Шатун; 4 — Датчик давления масла; 5 — Цилиндр; 6 — Термостат; 7 — Поршень; 8 — Свеча зажигания; 9 — Головка цилиндров; 10 — Штанга толкателя; 11 — Толкатель впускного клапана первого и второго цилиндров; 12 — Направляющий аппарат вентилятора; 13 — Ремень вентилятора; 14 — Трубка отсоса картерных газов; 15 — Топливный насос; 16 — Щуп масляный; 17 — Сливная пробка; 18 — Храповик; 19 — Маслоотражатель; 20 — Манжета коленчатого вала; 21 — Крышка центробежного маслоочистителя; 22 — Колесо балансирного вала; 23 — Подшипник балансирного вала; 24 — Упорная шайба; 25 — Втулка балансирного вала; 26 — Колесо привода распределительного вала; 27 — Фланец упорный; 28 — Генератор; 29 — Кожух верхний; 30 — Впускная труба; 31 — Прокладка карбюратора; 32 — Проставка карбюратора; 33 — Карбюратор; 34 — Распределитель зажигания; 35 — Масляный радиатор; 36 — Картер двигателя; 37 — Маховик; 38 — Масляный насос; 39 — Маслоприемник; 40 — Средняя опора; 41 — Вкладыш среднего подшипника; 42 — Передняя опора; 43 — Подшипник передней опоры; 44 — Прокладка крышки распределительных шестерен; 45 — Зубчатое колесо привода распредвала; 46 — Вал балансирного механизма; 47 — Колесо зубчатое привода балансирного вала; 48 — Крышка распределительных шестерен; 49 — Корпус центробежного маслоочистителя; 50 — Прокладка крышки центробежного маслоочистнтеля; 51 — Маслоотражатель; 52 — Болт крепления корпуса центробежного маслоочистителя.
На крышке распределительных зубчатых колес в верхней части находится направляющий аппарат 12 вентилятора с рабочим колесом и генератором в сборе. Осуществление привода вентилятора происходит с помощью клиновидного ремня 13 от крышки 21 центробежного маслоочистителя, которая смонтирована на переднем конце коленвала.
Передняя часть двигателя автомобиля «Запорожец» ЗАЗ-968М закрыта крышкой 48 распределительных зубчатых колес, закрепленной болтами к картеру. У крышки с правой стороны стоит топливный насос 15 с приводом.
Осуществление привода топливного насоса происходит штангой от кулачка-гайки распредвала.
Привод масляного насоса и прерывателя-распределителя осуществляется от зубчатого колеса, который выполнен на распределительном валу. Компоновка привода сделана отдельным узлом. Установка производится в вертикальную расточку двигательного картера.
Прерыватель-распределитель 34 стоит на корпусе привода и к нему крепится пластиной.
Чтобы правильно установить момент зажигания, на крышке и корпусе центробежного маслоочистителя сделаны установочные метки.
Масляный насос 38 крепится болтами к нижней части картера.
Подобная компоновка обеспечивает жесткость, прочность, надежность и компактность конструкции, а также дает возможность уменьшить массу двигателя внутреннего сгорания.
Как работает система смазки «Запорожского двигателя»
В двигателе автомобиля ЗАЗ-968М, больше известного как «Запорожец» применяется комбинированная система смазки. Все детали, кроме валиков и толкателей коромысел, подшипников валов балансирного и распределительного, а также подшипников коренных и шатунных, смазываются под давлением. Все прочие детали – при помощи разбрызгивания. В смазочную систему входят масляный насос и его приемник, масляный картер, очиститель масла центробежный, масляный радиатор, система каналов подвода и отвода, маслозаливная горловина и указатель уровня.
Из сплава магния в отдельном корпусе монтируется шестеренчатого типа масляный насос. Парой шпилек он крепится ко внутренней полости коленвала. Шариковый клапан редукции выполняется непосредственно в корпусе насоса масла. При эксплуатации он не регулируется, а в масляной системе срабатывает при определенном давлении.
Трущиеся поверхности смазываются очищенным маслом, которое поступает по внутренним полостям коленвала и болта центробежного маслоочистителя. Отсюда масло идёт в радиатор. Причём фильтром для очистки служит центробежный маслоочиститель. Благодаря центробежным силам в работающем двигателе твердые примеси и частицы отделяются и оседают на крышке и стенках очистителя.
Маслоприемник представляет собой колпак, на который надета сетка, и к которому проведена трубка с фланцем. Назначение трубки – подводить масло. К насосу приемник крепится болтами. С помощью резинового кольца достигается уплотнение.
Масляный радиатор в систему смазки включен параллельно через отверстие. Причем отверстие в штуцере-шиклере должно быть непременно калиброванным. В состав радиатора входят завихрители и секции, которые омываются воздушным потоком. Закрепление радиатора происходит на картере тремя шпильками в развале цилиндров. Полученная конструкция уплотняется одетыми на трубки двумя резиновыми кольцами. Уплотнение осуществляется торцевой частью. Сам радиатор состоит из секций, спаянных медью в защитной среде, штампованных и листов тонкой стали. В секции устанавливаются завихрители, цель которых – максимальное отведение тепла. Промеж секций проставляются гофры. Основным несущим элементом радиатора является проставка, выполненная из штампованных листов. Если возникает необходимость снятия кожуха, наружная часть радиатора должна продуваться потоком сжатого воздуха.
Картер двигателя имеет закрытую вентиляцию, из крышки шестеренок распределителя картерные газы отсасываются в фильтр через трубку. Полость фильтра предварительно очищается. В маслоуловителе фильтра устанавливается маслоотражатель, который способствует конденсации паров масла. Масло, собравшееся в маслоуловителе, стекает в специальную прозрачную трубку. Постепенно в процессе эксплуатации масло накапливается в трубке, поэтому ее надо снимать и тщательно промывать. Вентиляция картера устроена таким образом, что количество газов, отсасываемых из картера, можно регулировать. Регулировка вентиляции напрямую зависит от работы двигателя. Если у коленвала малая частота вращения, золотник карбюратера открывает заслонки лишь частично. Открывая дроссельную заслонку, золотник тем самым увеличивает отсос картерных газов.
Есть и другие способы устранения вмятин на кузове автомобиля. Но о них расскажу в другой статье.
