Двигатель специально спроектирован для поперечного расположения на переднеприводном автомобиле. Компоновка и основные размеры двигателя выбраны таким образом, чтобы он вместе с коробкой передач мог быть размещен поперечно в моторном отсеке между брызговиками кузова.
Силовой агрегат — двигатель с коробкой передач и сцеплением — закреплен в моторном отсеке автомобиля на трех резинометаллических опорах.
4.1. Продольный разрез двигателя ВАЗ-2111
4.2. Поперечный разрез двигателя ВАЗ-2111
Блок цилиндров отлит из специального высокопрочного чугуна, что придает конструкции двигателя жесткость и прочность. Цилиндры выполнены за одно целое с блоком. В нижней части блока цилиндров расположено пять опор коренных подшипников со съемными крышками. Крышки коренных подшипников прикреплены к блоку цилиндров болтами. Отверстия под подшипники обработаны в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы и для отличия промаркированы рисками на наружной поверхности. В средней опоре предусмотрены два гнезда для упорных полуколец, удерживающие коленчатый вал от осевых перемещений. Впереди крышки коренного подшипника устанавливают сталеалюминиевое полукольцо, а сзади — металлокерамическое так, чтобы канавки на полукольцах были обращены к коленчатому валу. Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные сталеалюминиевые. Верхние коренные вкладыши первой, второй, четвертой и пятой опор — с канавками на внутренней поверхности, нижние коренные вкладыши и верхний вкладыш третей опоры — без канавки. Внутренняя поверхность шатунных вкладышей ровная, без канавок.
Коленчатый вал изготовлен из высокопрочного чугуна и имеет пять коренных и четыре шатунных шейки. Для уменьшения вибраций служат восемь противовесов, расположенных на коленчатом валу. Для подачи масла от коренных шеек коленчатого вала к шатунным в коленчатом валу просверлены масляные каналы, закрытые заглушками. Помимо подвода масла к шатунным шейкам коленчатого вала, эти каналы служат и для очистки масла. Под действием центробежной силы твердые частицы и смолы, которые не улавливает фильтрующий элемент масляного фильтра, отбрасываются к заглушкам.
4.4. Схема привода распределительного вала: 1 – зубчатый шкив коленчатого вала; 2 – зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости; 3 – натяжной ролик; 4 – задняя защитная крышка; 5 – зубчатый шкив распределительного вала; 6 – зубчатый ремень; 7 – ось натяжного ролика; А – установочный выступ на задней защитной крышке; В – метка на шкиву распределительного вала; С – метка на крышке масляного насоса; D – метка на шкиву коленчатого вала
На переднем конце коленчатого вала установлена ведущая шестерня масляного насоса, а на сегментной шпонке — зубчатый шкив 1 (см. рис. 4.4) для привода распределительного вала и водяного насоса. Кроме этого на переднем конце вала установлен шкив привода генератора или демпфер. К заднему концу коленчатого вала шестью болтами через общую шайбу прикреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя стартером. Шатуны — стальные, двутаврового сечения, обработаны вместе с крышками. На крышке шатуна и самом шатуне нанесен номер цилиндра. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка. Поршневой палец — стальной, трубчатого сечения, плавающего типа. Он зафиксирован от продольного перемещения двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в проточках бобышки поршня. Поршень изготовлен из алюминиевого сплава. На днище поршня выполнены углубление под камеру сгорания и два углубления под клапаны. Юбка поршня в продольном сечении коническая, в поперечном — овальная. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. В канавке маслосъемного кольца выполнены сверления, служащие для отвода внутрь поршня масла, собранного кольцом со стенок цилиндра. Поршневые кольца расположены в канавках поршня. Два верхних кольца — компрессионные. Они препятствуют прорыву газов в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо — маслосъемное.
4.3. Механизм привода клапанов: 1 – головка цилиндров; 2 – клапан; 3 – толкатель; 4 – корпус подшипников распределительного вала; 5 – распределительный вал; 6 – регулировочная шайба; 7 – маслоотражательный колпачок; А – зазор между кулачком и регулировочной шайбой
Головка блока цилиндров 1 (рис. 4.3), общая для всех цилиндров двигателя, изготовлена из алюминиевого сплава. Головка отцентрирована на блоке цилиндров двумя втулками и прикреплена болтами. В нижней части головки отлиты каналы, по которым циркулирует жидкость, охлаждающая камеры сгорания. В верхней части головки установлен распределительный вал 5, который вращается в опорах, выполненных в верхней части головки блока и двух корпусах подшипников 4, закрепленных гайками на шпильках, ввернутых в головку блока. Распределительный вал отлит из чугуна. Для уменьшения износа рабочие поверхности кулачков и поверхность под сальник термообработаны — отбелены. Кулачки распределительного вала через толкатели 3 приводят в действие клапаны 2. В верхней части толкателей установлены стальные регулировочные шайбы 6, подбором этих шайб регулируют зазоры в приводе клапанов.
Распределительный вал приводится в действие от зубчатого шкива 1 коленчатого вала резиновым зубчатым ремнем 6 через зубчатый шкив 5 (рис. 4.4). Натяжение ремня регулируют натяжным роликом 3. Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоармированная прокладка из безусадочного материала.
Головка блока цилиндров снабжена восемью клапанами — по два клапана на цилиндр (один впускной и один выпускной). Клапаны закрываются под действием двух пружин. Нижними концами пружины опираются на опорную шайбу, а верхняя тарелка пружин удерживается двумя сухарями в проточке клапана. Наружная поверхность сухарей клапана имеет форму усеченного конуса, а на внутренней поверхности выполнены три упорных выступа, входящих в соответствующие проточки стержня клапана.
Направляющие втулки и седла клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. На внутренней поверхности втулок нарезаны каналы для смазки. На направляющих втулках установлены маслоотражательные колпачки 7, предотвращающие попадание масла в цилиндры. Направляющие втулки зафиксированы стопорными кольцами.
Система смазки: 1 – канал в блоке цилиндров для подачи масла в масляную магистраль головки цилиндров; 2 – канал в головке цилиндров; 3 – патрубок отвода картерных газов в корпус воздушного фильтра; 4 – крышка маслоналивной горловины; 5 – патрубок вытяжного шланга; 6 – патрубок отвода картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 7 – масляная магистраль в головке цилиндров; 8 – распределительный вал; 9 – канал подачи масла к подшипнику распределительного вала; 10 – датчик контрольной лампы давления масла; 11 – редукционный клапан; 12 – канал подачи масла из фильтра в главную масляную магистраль; 13 – ведущая шестерня масляного насоса; 14 – ведомая шестерня масляного насоса; 15 – канал подачи масла от насоса к фильтру; 16 – противодренажный клапан; 17 – фильтрующий картонный элемент; 18 – масляный картер; 19 – маслоприемник; 20 – сливная пробка; 21 – перепускной клапан; 22 – масляный фильтр; 23 – канал подачи масла от коренного подшипника коленчатого вала к шатунному; 24 – канал подачи масла к коренному подшипнику коленчатого вала; 25 – главная масляная магистраль
Система смазки комбинированная: разбрызгиванием и под давлением. Система состоит из масляного картера 18 (рис. 4.5), шестеренчатого масляного насоса с маслоприемником, полнопоточного масляного фильтра, датчика 10 давления масла и масляных клапанов. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, а также опоры распределительного вала 8. Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров и далее к поршневым пальцам и кольцам, а также на кулачки распределительного вала, толкатели клапанов и к стержням впускных и выпускных клапанов. Масляный насос шестеренчатого типа, с ведомой 14 и ведущей 13 шестернями внутреннего зацепления. Давление, создаваемое насосом, регулируется редукционным клапаном 11. Маслоприемник 19 прикреплен болтами к крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса. Масляный фильтр 22 – полнопоточный, неразборный, с перепускным 21 и противодренажным клапанами, с картонным фильтрующим элементом 17.