Блок цилиндров ВАЗ / Богдан / 2110 / 2111 / 2112

5. Блок цилиндров

Общие сведения

Блок цилиндров является базовой деталью, на которую производится крепление дополнительного оборудования, механизмов.

Блок цилиндров отлит из низколегированного высокопрочного чугуна. Отверстия под цилиндры растачиваются прямо в блоке и никакие дополнительные гильзы в цилиндрах не используются. Цилиндры в зависимости от величины диаметра разделяют на пять классов (диаметр каждого следующего класса отличается от диаметра предыдущего на 0,01 мм) и маркируются латинскими буквами A, B, C, D и E. Данная маркировка наносится на нижнюю плоскость блока цилиндров. Максимально допустимый износ цилиндра составляет 0,15 мм. Номинальный диаметр 82 мм при ремонте может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм.

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников имеют маркировку, они не взаимозаменяемы. В опоры и крышки установлены тонкостенные, сталеалюминиевые вкладыши коренных подшипников. Верхние вкладыши (устанавливаются в блоке цилиндров) первой, второй, четвертой и пятой опор снабжены канавкой на внутренней поверхности. У верхнего вкладыша третьей опоры, а также у нижних коренных вкладышей и шатунных вкладышей канавки отсутствуют.

Вкладыши шатунных подшипников изготовляются с нормальной и увеличенной толщиной – под перешлифованные шейки коленчатого вала, с уменьшением на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм.

В крышке второго коренного подшипника находятся два отверстия под болты крепления маслозаборника. В третьей опоре, по обеим сторонам, имеются гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Спереди (сторона шкива коленчатого вала) устанавливается сталеалюминиевое полукольцо, сзади – металлокерамическое. Кольца изготовляются с номинальной и увеличенной на 0,127 мм толщиной.

Коленчатый вал отлит из высокопрочного специального чугуна. Шейки коленчатого вала имеют отлитые как одно целое с валом противовесы. Они уравновешивают центробежные силы шатунной шейки, поршня и шатуна, возникающие при работе двигателя. В теле коленчатого вала просверлены каналы, по которым подводится масло для смазки шатунных подшипников. Коленчатый вал имеет пять опорных и четыре шатунные шейки. При повреждении или износе, шейки можно шлифовать с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм.

Передний и задний концы коленчатого вала уплотняются сальниками. На переднем конце коленчатого вала с помощью шпонки установлена шестерня, к ней крепится шкив привода генератора. К заднему фланцу коленчатого вала крепится маховик шестью болтами, под которые подкладывается общая шайба. Маховик отлит из чугуна и имеет стальной зубчатый венец, который напрессовывается на маховик в горячем состоянии.

Поршни отлиты из алюминиевого сплава. Юбка поршня имеет сложную форму. Поршни по диаметру разделяются на пять классов (диаметр каждого следующего класса отличается от диаметра предыдущего на 0,01 мм) и маркируются латинскими буквами. Также поршни разделяются на три категории по диаметру отверстия под поршневой палец (диаметр отверстия каждой следующей категории отличается от диаметра отверстия предыдущей категории на 0,004 мм) и маркируются цифрами. Данная маркировка наносится на днище поршня.

У поршней ремонтных размеров на днище выбивается треугольник (+ 0,4 мм) или квадрат (+ 0,8 мм).

В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Канавка маслосъемного кольца имеет выходящие в бобышки сверления, по которым масло поступает к поршневому пальцу.

Поршневые пальцы – трубчатые, стальные. Пальцы по наружному диаметру разделяются на три категории (наружный диаметр каждой следующей категории отличается от наружного диаметра предыдущей категории на 0,004 мм) и маркируются цветом: первая категория – синим цветом, вторая – зеленым и третья – красным. Поршневые пальцы запрессовываются в верхнюю головку шатуна и вращаются свободно в бобышках поршня.

Шатун – кованый, стальной, двутаврового сечения. Нижняя его головка разъемная, в которой устанавливаются вкладыши шатунного подшипника коленчатого вала. Шатун и его крышка не взаимозаменяемы, поэтому сбоку шатуна и на его крышке наносится метка с номером цилиндра. При сборке, метки (цифры) на шатуне и его крышке должны находиться с одной стороны.

Двигатель 21124, в отличие от двигателя 2112, имеет увеличенный по высоте на 2,3 мм блок цилиндров. Также на днищах поршней выполнены более глубокие выточки – это исключает вероятность удара поршня по клапанам.

Примечание:
Замена переднего/заднего сальника коленчатого вала описана в разделах «Разборка блока цилиндров» и «Сборка блока цилиндров».

Снятие и установка маховика, замена зубчатого венца

Для данной операции потребуются следующие инструменты: ключ 8 мм, ключ 17 мм.

Примечание:
Для наглядности, все операции выполнены на снятом двигателе.

1. Снять коробку передач (см. соответствующий раздел).

2. Отвернуть шесть болтов крепления кожуха сцепления к маховику.

3. Снять кожух.

4. Зафиксировать маховик от проворачивания с помощью специального приспособления. В случае отсутствия специального приспособления, установить и затянуть нижний болт крепления коробки передач к двигателю и установить старый клапан (см. фото ниже).

5. Отвернуть шесть болтов крепления маховика.

6. Убрать клапан и отвернуть болт.

7. Снять общую шайбу.

8. Снять маховик.

9. Снять пыльник маховика.

10. Проверить зубчатый венец маховика на предмет наличия повреждений и износа. При необходимости, заменить.

11. Для замены зубчатого венца необходимо:

• Аккуратно сбить зубчатый венец с маховика.

• Равномерно нагреть новый зубчатый венец.

Внимание:
При использовании газовой горелки, необходимо соблюдать осторожность.

• Аккуратно установить зубчатый венец на маховик при помощи щипцов.

Внимание:
Зубчатый венец имеет высокую температуру. Следует соблюдать осторожность, чтобы не получить ожогов.

Примечание:
Ниже описаны операции по установке маховика.

12. Установить пыльник маховика.

13. Установить маховик.

Примечание:
Метка на маховике должна быть совмещена с меткой на пыльнике.

Примечание:
При замене зубчатого венца, метки на маховике и венце должны совпасть.

14. Установить общую шайбу (стрелка).

15. Вкрутить шесть болтов крепления маховика.

16. Зафиксировать маховик от проворачивания с помощью специального приспособления. В случае отсутствия специального приспособления установить и затянуть нижний болт крепления коробки передач к двигателю и установить старый клапан.

17. Затянуть болты крепления маховика динамометрическим ключом рекомендуемым моментом крест-накрест.

18. Снять клапан и выкрутить болт.

19. С помощью специального приспособления либо части первичного вала установить диск сцепления…

…и кожух сцепления на маховик.

20. Наживить шесть болтов крепления кожуха сцепления.

21. Зафиксировать маховик от проворачивания, как описано выше.

22. Затянуть болты крепления кожуха сцепления.

23. Извлечь специальное приспособление.

24. Установить коробку передач.

Разборка блока цилиндров (коленчатый вал, вкладыши подшипников и шатунно-поршневая группа)

Внимание:
Разборка блока цилиндров выполняется одинаково для всех двигателей, поэтому описанные ниже операции приводятся на примере одного двигателя (2112).

Для данной операции потребуются следующие инструменты: ключ 8 мм, ключ 13 мм, головка 10 мм, головка 13 мм, головка 17 мм, шестигранник 5 мм, отвертка, шило.

1. Снять частично разобранный двигатель (см. выше).

2. Снять сцепление и маховик (см. выше).

3. Отвернуть гайку и снять датчик детонации.

4. Отвернуть болт крепления датчика положения коленчатого вала и снять датчик.

5. Шестигранником отвернуть три болта крепления насоса охлаждающей жидкости.

6. Снять насос охлаждающей жидкости (при необходимости, слегка постучать молотком).

7. Отвернуть болт крепления…

…и извлечь датчик уровня масла.

8. Снять шестерню коленчатого вала.

Примечание:
При необходимости, шестерню коленчатого вала поддеть отверткой.

9. Извлечь шпонку шестерни коленчатого вала, чтобы ее не потерять.

10. Отвернуть 16 болтов крепления поддона картера двигателя.

11. Снять поддон.

12. Снять старую прокладку.

13. Отвернуть два болта крепления маслоприемника к коренной крышке.

14. Отвернуть болт крепления маслоприемника к масляному насосу.

15. Снять маслоприемник.

16. Отвернуть шесть болтов крепления задней крышки коленчатого вала.

17. Снять заднюю крышку коленчатого вала.

18. Отвернуть шесть болтов крепления передней крышки коленчатого вала/масляного насоса.

19. Снять переднюю крышку коленчатого вала вместе с масляным насосом.

20. Отвернуть два болта крепления крышки шатуна.

Примечание:
В данном автомобиле крышки и шатуны помечены. В случае отсутствия меток – промаркировать шатуны и крышки.

21. Снять крышку шатуна.

22. Аналогично снять остальные крышки шатунов.

23. Извлечь вкладыши подшипников из крышек шатунов.

24. Извлечь поршни и шатуны из блока цилиндров с помощью деревянной рукоятки молотка.

Примечание:
Придерживать шатун во избежание повреждения коленчатого вала и цилиндра.

25. Извлечь вкладыш подшипника из головки шатуна.

26. Отвернуть два болта крепления крышки коренной опоры коленчатого вала…

…и снять крышку.

27. Аналогичным образом снять остальные крышки коренных опор коленчатого вала.

28. Снять вкладыши коренных крышек.

29. Извлечь коленчатый вал.

30. Извлечь упорные полукольца с третьей коренной опоры.

31. Извлечь вкладыши коренных опор.

32. При необходимости, извлечь масляные форсунки.

33. Отвернуть и снять старый масляный фильтр.

34. С помощью шила через специальный паз поддеть и извлечь два стопорных кольца поршневого пальца.

35. С помощью подходящей проставки извлечь поршневой палец.

36. Снять поршневые кольца.

Проверка технического состояния

Внимание:
Проверка технического состояния производится одинаково для всех двигателей, поэтому описанные ниже операции представлены на примере одного двигателя (2112).

Проверка технического состояния поршней

1. Очистить поршень от нагара. Произвести осмотр на наличие трещин и сколов. При обнаружении каких-либо повреждений на поршне или шатуне, необходимо заменить их в сборе.

2. Новые кольца подбираются в соответствии с классом поршня.

3. Установить компрессионное кольцо в цилиндр и переместить вглубь, используя старый поршень. Затем, используя набор щупов, измерить зазор в замке кольца. Стандартная величина зазора в замке кольца: 0,25-0,45 мм. Предельно допустимая величина зазора для всех колец: 1,0 мм.

4. Установить компрессионное кольцо внешней стороной в канавку в поршне. Затем, используя набор щупов, измерить зазор кольца с канавкой. Стандартная величина зазора составляет: 0,04-0,07 мм для первого компрессионного; 0,03-0,06 мм для второго компрессионного; 0,02-0,05 мм для маслосъемного. Если величина зазора не соответствует стандартной, необходимо заменить кольцо или поршень в сборе.

Проверка технического состояния блока цилиндров; подбор поршней

1. Используя специальную линейку и набор плоских щупов, измерить неплоскостность поверхности разъема блока цилиндров с головкой блока в нескольких плоскостях, как показано на фото. Предельно допустимая величина неплоскостности составляет 0,1 мм. Если величина неплоскостности превышает допустимое значение, необходимо произвести шлифовку поверхности блока цилиндров. Повторить измерение неплоскостности. Если ее величина будет превышать допустимую, необходимо заменить блок цилиндров в сборе.

2. Используя нутромер, измерить внутренний диаметр цилиндра на четырех уровнях (на глубине 5, 12, 62 и 112 мм от верхней кромки цилиндра) в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. По разнице показаний нутромера на разных уровнях определить степень износа каждого цилиндра (если максимальный износ стенок цилиндра превышает 0,15 мм, необходима расточка цилиндров и установка поршней ремонтного размера).

Затем, используя микрометр, измерить наружный диаметр поршня (измерять необходимо в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца). Произвести расчет зазора между поршнем и цилиндром. Стандартная величина зазора должна составлять 0,025-0,045 мм.

3. Выделяют пять классов цилиндров в зависимости от величины диаметра.

Примечание:
Класс цилиндра выбит на нижней поверхности блока цилиндров.

4. Поршни разбиты на пять классов (A, B, C, D, E). Диаметр поршня каждого следующего класса отличается от диаметра поршня предыдущего класса на 0,01 мм. Измерение производится в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 55 мм от днища поршня. Класс поршня выбит на днище поршня:

Подобрать поршни в соответствии с размерами.

5. Подобрать поршневой палец в соответствии с размером поршня. Для того чтобы упростить подбор поршневого пальца, на внутренней части поршня нанесена метка, цвет которой соответствует размеру пальца.

Подбор поршневых пальцев в соответствии с размерами поршней и шатунов:

6. Шатуны делятся на классы в зависимости от массы. На двигатель должны быть установлены шатуны одного класса.

Проверка технического состояния коленчатого вала

1. Измерить наружный диаметр шатунных и коренных шеек коленчатого вала, используя микрометр. Стандартная величина диаметра шеек: 50,799-50,819 мм (коренные), 47,83-47,85 мм (шатунные).

Коренная шейка коленчатого вала

Шатунная шейка коленчатого вала

Если величина диаметра шатунной или коренной шейки не соответствует стандартной или овальность превышает 0,03 мм, необходимо произвести шлифовку коленчатого вала до ближайшего ремонтного размера.

Примечание:
Имеется четыре ремонтных размера, значения которых меньше номинального соответственно на:
первый – 0,25 мм;
второй – 0,50 мм;
третий – 0,75 мм;
четвертый – 1,00 мм.

2. Повторить операцию измерения наружного диаметра шатунных и коренных шеек. После шлифовки овальность и конусность не должны превышать 0,005 мм.

Примечание:
1. После обработки коленчатого вала до ремонтного размера, необходимо заменить все стандартные вкладыши подшипников на вкладыши соответствующего ремонтного размера. Стандартная величина толщины вкладышей:
- 1,824-1,831 мм (коренные);
- 1,723-1,730 мм (шатунные).
2. Имеется четыре ремонтных размера вкладышей, значения которых больше номинального соответственно на:
- первый – 0,25 мм;
- второй – 0,50 мм;
- третий – 0,75 мм;
- четвертый – 1,00 мм.

3. Проверить техническое состояние вкладышей подшипников. При обнаружении царапин, задиров или сколов, необходимо заменить их новыми.

4. Проверить упорные полукольца на предмет наличия царапин и задиров. При обнаружении данных дефектов, заменить новыми.

5. Установить коленчатый вал в блок цилиндров. Затем установить упорные полукольца и крышки коренных опор коленчатого вала. Затянуть болты крепления.

6. Установить индикатор часового типа, как показано на рисунке.

7. Перемещая коленчатый вал вперед/назад, измерить осевой зазор. Стандартная величина зазора составляет: 0,06-0,26 мм. Предельно допустимая величина зазора: 0,35 мм. Если величина осевого зазора превышает предельно допустимую, необходимо заменить упорные полукольца новыми (с увеличенной на 0,127 мм толщиной) и повторить измерение.

8. Используя специальный пластиковый калибр, измерить зазор в коренных и шатунных подшипниках, для этого:

• Установить коленчатый вал в блок цилиндров.
• Уложить на коренную/шатунную шейку отрезок пластикового калибра вдоль оси коленчатого вала.

• Установить крышки коренных/шатунных шеек вместе с вкладышами и затянуть стандартным моментом затяжки.

Внимание:
Во время проведения данной операции запрещается проворачивать коленчатый вал. - Отвернуть болты крепления и снять крышки. Затем измерить зазор в подшипниках, используя сравнительную шкалу (поставляется в комплекте с пластиковым калибром). - Стандартная величина зазора составляет 0,026-0,073 мм (коренные) и 0,020-0,070 мм (шатунные). Предельно допустимая величина зазора: 0,15 мм (коренные); 0,1 мм (шатунные). - Если величина зазора превышает предельно допустимую, необходимо отшлифовать коленчатый вал до следующего ремонтного размера.

Сборка блока цилиндров (коленчатый вал, вкладыши подшипников и шатунно-поршневая группа)

Внимание:
Сборка блока цилиндров выполняется одинаково для всех двигателей, поэтому описанные ниже операции представлены на примере одного двигателя (2112).

Для данной операции потребуются следующие инструменты: отвертка, динамометрический ключ, ключ 8 мм.

1. Промыть блок цилиндров бензином и…

…обдуть его сжатым воздухом.

2. Нанести свежее моторное масло на масляные форсунки…

…и с помощью подходящей надставки и молотка установить их до упора (если масляные форсунки ранее снимались).

3. Нанести моторное масло на коренные опоры.

4. Установить вкладыши на коренные опоры (вкладыши имеют канавки).

5. Нанести моторное масло на вкладыши коренных опор.

6. Нанести моторное масло на крышки коренных опор.

7. Установить вкладыши в крышки (вкладыши не имеют канавок).

8. Нанести моторное масло на вкладыши крышек коренных опор.

9. Нанести тонкий слой моторного масла на коренные шейки коленчатого вала…

…и установить его в блок цилиндров.

10. Нанести моторное масло на упорные полукольца и установить их так, чтобы стороны с проточками (стрелки) были обращены к щекам коленчатого вала.

11. Установить крышки коренных опор в соответствии с метками, нанесенными на их наружной поверхности (счет крышек ведется со стороны привода ремня газораспределительного механизма).

Примечание:
Метки на крышках должны быть направлены в одну сторону.

12. Нанести моторное масло на резьбу болтов крепления крышек коренных опор…

…и установить их, не затягивая окончательно.

13. Проверить плавность вращения коленчатого вала.

14. С помощью динамометрического ключа затянуть болты крепления крышек коренных опор рекомендованным моментом.

15. Проверить плавность вращения коленчатого вала.

16. Промыть все детали шатунно-поршневой группы в бензине, затем обдуть сжатым воздухом.

17. Нанести свежее моторное масло на поршневой палец…

…а также в головку шатуна.

18. Вставить палец в поршень через шатун.

Внимание:
На днище поршня стрелка и надпись на шатуне должны быть расположены с одной стороны и, при установке поршня с шатуном в блок цилиндров, должны быть направлены в сторону ремня привода газораспределительного механизма (см. фото ниже).

19. Установить стопорные кольца.

20. Установить на поршень кольца. Установку кольца необходимо начинать с замка.

Примечание:
Установку колец на поршень следует начинать с расширителя маслосъемного кольца, а затем последовательно от юбки к днищу поршня.

• Установить расширитель маслосъемного кольца.

• Установить маслосъемные диски.

Примечание:
Маслосъемные диски устанавливать так, чтобы при сжатии края дисков в замках (стрелки) были направлены в противоположную от разжимного кольца сторону.

• Замки дисков и расширителя не должны быть совмещены друг с другом.

• Установить нижнее компрессионное кольцо так, чтобы метка «TOP» была направлена вверх или, при отсутствии метки, проточка была направления вниз.

Метка «TOP»

Проточка

• Аналогично установить верхнее компрессионное кольцо.

21. Развести замки колец, чтобы они не совпадали.

22. Аналогично установить поршневые кольца на остальные поршни.

23. Нанести тонкий слой моторного масла на поршень с кольцами.

24. Установить специальное приспособление для сжатия поршневых колец на поршень и сжать кольца.

25. Смазать маслом шатун.

26. Смазать маслом верхний вкладыш шатунного подшипника и установить его в шатун.

27. Протереть ветошью шатунные шейки коленчатого вала.

28. Нанести тонкий слой моторного масла на стенки цилиндра.

29. Аккуратно установить шатун с поршнем в цилиндр.

Примечание:
Шейка соответствующего шатуна должна находиться в нижнем положении.

30. При помощи деревянной рукоятки молотка вдавить поршень в цилиндр до упора.

Внимание:
Стрелка на днище поршня должна быть направлена в сторону ремня привода газораспределительного механизма.

31. Смазать маслом нижний вкладыш шатунного подшипника и установить его на крышку шатуна.

32. Установить крышку шатуна.

Примечание:
Метки на крышке и шатуне должны располагаться с одной стороны.

33. Наживить гайки крепления крышки шатуна.

34. Аналогично установить остальные поршни.

35. Затянуть гайки крепления крышек шатунов с помощью динамометрического ключа рекомендуемым моментом.

36. С помощью отвертки и молотка выбить старый сальник из задней крышки коленчатого вала.

37. Укоротить пружину сальника на 2-3 витка.

38. Установить сальник в крышку, слегка постукивая по нему молотком.

39. Установить крышку с новой прокладкой на блок цилиндров.

Примечание:
При установке, с помощью шила заправить сальник.

40. Затянуть шесть болтов крепления.

41. Срезать излишки прокладки.

42. С помощью отвертки и молотка выбить старый сальник из передней крышки коленчатого вала/масляного насоса.

43. Нанести герметик на новый сальник…

…и установить его в крышку.

44. Удалить остатки герметика чистой ветошью.

45. Установить новую прокладку на крышку.

46. Установить крышку на блок цилиндров.

Примечание:
При установке с помощью шила заправить сальник.

47. Затянуть шесть болтов крепления.

48. Срезать излишки новой прокладки.

49. Установить маслоприемник…

Примечание:
Перед установкой обязательно промыть сетку маслоприемника.

…и затянуть болты крепления.

50. Установить новую прокладку поддона на блок цилиндров.

51. Установить поддон…

…и затянуть болты крепления.

Примечание:
Затяжку болтов производить от середины к краям.

52. Установить датчик уровня масла…

…и затянуть болт его крепления.

Примечание:
Перед установкой датчика заменить уплотнительное кольцо либо нанести на его уплотняющую поверхность герметик.

53. Повернуть коленчатый вал в такое положение, чтобы поршни первого и четвертого цилиндра были в верхней мертвой точке.

Примечание:
Паз для шпонки на коленчатом валу должен совместиться с меткой на передней крышке коленчатого вала/корпусе масляного насоса (см. фото ниже).

54. Установить маховик и сцепление (см. выше).

55. Нанести моторное масло на уплотнительное кольцо масляного фильтра…

…и установить фильтр, затянув его от руки.

56. Установить насос охлаждающей жидкости в блок цилиндров (см. соответствующий раздел).

57. Установить шпонку в коленчатый вал.

58. Установить шестерню коленчатого вала.

59. Установить датчик положения коленчатого вала…

…и затянуть болт.

60. Установить датчик детонации…

…и затянуть гайку крепления.