Этот механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Он включает блок цилиндров, общую одну или несколько головок цилиндров, поршни с кольцами и поршневыми пальцами, шатуны, коленчатый вал с подшипниками, маховик и поддон картера.
Блоки цилиндров двигателей ВАЗ-2105 и ВАЗ-2108 отливаются из чугуна вместе с четырьмя цилиндрами 8 (рис. 7), внутренние поверхности которых обработаны шлифованием.
Пространство между внутренней поверхностью стенок блока и цилиндрами образует рубашку, заполняемую жидкостью для охлаждения цилиндров. В поперечных перегородках нижней части картера блока расположены пять гнезд коренных подшипников коленчатого вала. Снизу картер блока закрывается поддоном, в котором помещается необходимый запас масла для смазочной системы. Впереди блока размещены детали привода распределительного вала, закрываемые крышками.
На автомобиле «Москвич-2140» блок цилиндров (рис. 7, б) с картером отливается из алюминиевого сплава, в отличие от ВАЗ, отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы, устанавливаемые в гнезда блока с уплотнительными кольцами.
Рубашка охлаждения образуется в пространстве между гильзами и внутренними поверхностями стенок блока цилиндров. В нижней части блока расположены гнезда подшипников коленчатого вала. Блок цилиндров устанавливается с наклоном вправо по ходу автомобиля с целью уменьшения его высоты по вертикали, а также лучшего доступа к стартеру, генератору и топливному насосу.
Блок цилиндров двигателя МеМЗ-968, имеющий V-образное расположение цилиндров, отливается из магниевого сплава. В передней и задней стенках блока (рис. 8) устанавливаются неразъемные коренные подшипники. Средний коренной подшипник коленчатого вала разборный и вместе со средней опорой укрепляется двумя болтами в полости внутренней перегородки блока.
Выше гнезд для коренных подшипников в стенках блока расточены гнезда под опоры распределительного вала.
В верхней части блока расточены и расположены попарно под углом 90° четыре отверстия для установки цилиндров, кoторые отливаются из чугуна и имеют для охлаждения рефа. Цилиндры вместе с головками попарно крепятся длинными шпильками, ввернутыми в блок цилиндров.
В нижней части уплотнение цилиндра осуществляется картонной прокладкой, в верхней части — плоскостью головки цилиндров.
Головка цилиндров автомобилей ВАЗ и «Москвич» отливается из алюминиевого сплава и является общей для всех четырех цилиндров. В ней размещаются верхние стенки камер сгорания, распределительный вал с клапанным механизмом, резьбовые отверстия для установки свечей зажигания.
Двойные стенки головки образуют пространство, соединенное с рубашкой охлаждения блока цилиндров, по которому циркулирует охлаждающая жидкость. Головка крепится к блоку цилиндров болтами (автомобили ВАЗ) или шпильками с гайками («Москвич»).
Для уплотнения стыка между головкой и блоком цилиндров устанавливается металлоасбестовая прокладка (рис. 7, а, б).
На двигателе МеМЗ в каждой головке на два цилиндра имеются по два раздельных впускных и выпускных канала, футорки (рис. 8) для свечей зажигания и клапанный механизм.
Головки блоков цилиндров на всех изучаемых автомобилях закрываются крышками с уплотнительными прокладками.
Поршень служит для восприятия силы давления газов и передачи ее через поршневой палец на шатун. Кроме того, поршень обеспечивает прямолинейное движение верхней головки качающегося шатуна. Поршни у двигателей изучаемых автомобилей отливаются из алюминиевых сплавов. У поршня различают днище, головку и юбку.
Днище образует нижнюю стенку камеры сгорания и воспринимает давление газов при их расширении. В головке (рис. 9, а) выполнены цилиндрические канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Юбкой называется нижняя часть поршня, которая служит для направления его движения в цилиндре. Вследствие неодинакового расширения головки и юбки (головка больше нагревается, а поэтому и больше расширяется) диаметр головки делают меньше диаметра юбки.
Юбка поршня в поперечном сечении овальная с меньшей осью овала в плоскости поршневого пальца и большей — в плоскости действия боковых сил, что дает возможность уменьшить зазор между поршнем и цилиндром и исключить стуки при холодном двигателе. В средней части поршня в юбке имеются две бобышки для установки поршневого пальца. Ось отверстия под поршневой палец в бобышках смещена в правую сторону по ходу автомобиля.
Такое смещение обеспечивает более плавное перемещение поршня при изменении направления движения в зоне ВМТ при рабочем ходе, что уменьшает боковое давление поршня на стенку цилиндра и износ последнего, в двигателе МеМЗ поршневой палец смещен в левую сторону по ходу автомобиля.
На днищах поршней двигателей ВАЗ выфрезерованы лунки и для предотвращения повреждения деталей механизма газораспределения и поршня при возможных ударах поршня о тарелки клапанов в случае обрыва ремня привода распределительного вала, а также при случайном повышении частоты вращения коленчатого вала свыше установленной, когда пружины клапанов не обеспечивают их своевременное закрытие.
На днище поршней двигателя ВАЗ-2108, кроме того, имеется овальная выемка (рис. 9, б) для образования в головке цилиндра соответствующей величины объема камеры сгорания.
Поршневые кольца — изготавливаются из специального чугуна. Два верхних кольца (рис. 10,а, б) являются компрессионными, они служат для предотвращения утечки газов из цилиндров в картер. Кроме того, нижнее компрессионное кольцо имеет кольцевую выемку для собирания излишков масла со стенок цилиндра при движении поршня вниз.
Третье поршневое кольцо — маслосъемное, на наружной поверхности которого имеется проточка и несколько сквозных прорезей для отвода излишнего масла, снимаемого со стенки цилиндра, во внутреннюю полость поршня и далее в поддон. На внутренней поверхности маслосъемного кольца двигателей ВАЗ проточена канавка, в которую устанавливается стальная расширительная пружина.
Маслосъемное кольцо двигателя МеМЗ состоит из двух стальных дисков и двух расширителей — осевого и радиального со щелевидными прорезями (рис. 10, в).
Поршневые кольца имеют разрезы (замки), обеспечивающие их упругость и более плотное прилегание к стенкам цилиндра. При сборке кольца на поршнях двигателей ВАЗ и «Москвич» должны устанавливаться разрезами в разные стороны под углом 120° (рис. 10, г) для предупреждения утечки газов в картер.
Расстановка поршневых колец на двигателе МеМЗ показана на рис. 10, е.
Поршневой палец (см. рис. 9), служащий для шарнирного соединения поршня с шатуном, изготовляется пустотелым из стали; поверхность цементирована или закалена токами высокой частоты.
От продольного перемещения, которое могло бы вызвать задиры на стенках цилиндров, поршневой палец двигателей ВАЗ зафиксирован в верхней головке шатуна путем горячей посадки, обеспечивающей натяг. В двигателях «Москвич» и МеМЗ палец от продольных перемещений удерживается в бобышках поршня с помощью двух стопорных колец, вставляемых в кольцевые выточки. Такой способ крепления позволяет поршневому пальцу поворачиваться в головке шатуна и в бобышках поршня и называется плавающим.
Шатуне соединяет поршень с шатунной шейкой коленчатого вала и служит для передачи сил давления газов от поршня на коленчатый вал при рабочем ходе, а при осуществлении вспомогательных тактов — усилий от коленчатого вала к поршню. Он представляет собой стержень двутаврового сечения с верхней и нижней головками. Нижняя головка делается разъемной и в ее обе части вставлены вкладыши.
В отверстие верхней головки шатунов двигателей «Москвич» и МеМЗ запрессовываются бронзовые втулки, в которые с зазором устанавливаются поршневые пальцы.
Коленчатый вал (см. рис. 9) двигателей ВАЗ и «Москвич» пятиопорный, устанавливается в коренных подшипниках, имеющих вкладыши. Вкладыши шатунных и коренных подшипников биметаллические, изготовленные из стальной ленты, покрытой антифрикционным сплавом.
Для разгрузки коренных подшипников от действия центробежных сил служат противовесы А. В коренных шейках В, щеках и шатунных шейках Б просверлены каналы для подвода масла к коренным и шатунным подшипникам.
На двигателе МеМЗ коленчатый вал трехопорный, динамически сбалансирован вместе с маховиком, сцеплением и корпусом центробежного маслоочистителя. Вкладыши заднего и переднего коренных подшипников неразъемные, в виде втулок, а среднего подшипника — разъемные, состоящие из двух частей.
Маховик (см. рис. 9) служит для накопления энергии с целью ее отдачи для вывода поршней из мертвых точек, равномерного вращения коленчатого вала, способствует за счет своей массы плавному троганию автомобиля с места и облегчает вращение коленчатого вала при пуске двигателя. На его обод напрессовывают стальной зубчатый венец, с помощью которого осуществляется пуск двигателя стартером.
Крепление двигателя на автомобилях ВАЗ-2105 и «Москвич2140» со сцеплением и коробкой передач осуществляется в трех точках. Две передние точки — кронштейны блока цилиндров, опирающиеся через резиновые подушки на поперечину передней подвески. Третья точка — кронштейн, прикрепленный к задней крышке коробки передач (ВАЗ) или к удлинителю коробки передач («Москвич»), который привертывается через резиновую подушку к съемной поперечине кузова (рис. 11, а).
На автомобиле ВАЗ-2108, в связи с поперечным расположением, крепление силового агрегата осуществляется на одной передней, задней и левой опорах (рис. 11, 6).
Силовой агрегат автомобиля ЗАЗ-968М крепится к кузову также в трех точках (рис. 11, в).
Поперечина передней опоры лапами крепится к картеру коробки передач. Концы поперечины опираются на резиновые подушки, закрепленные на кронштейнах, привернутых болтами к стенкам моторного отсека. Кронштейн задней опоры крепится к крышке коробки передач и опирается через резиновые подушки на специальную поперечину.
Применение резиновых подушек в точках крепления предохраняет двигатели от ударных нагрузок, возникающих при движении по неровностям дороги, и снижает уровень вибраций, передаваемых от двигателя на кузов.