Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач
Система ГРМ двигателя ЗМЗ-406
В процессе эксплуатации, а также из-за погрешности при изготовлении деталей привода газораспределительного механизма ГРМ ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 возможно значительное отклонение фаз газораспределения от заданных значений.
В то же время известно, что правильность фаз газораспределения является одним из важнейших факторов, влияющих на мощность, крутящий момент и экономические показатели двигателя.
Поэтому при снижении тяговых свойств двигателя, повышении эксплуатационного расхода топлива и неустойчивой работе двигателя возникает необходимость проверить и, при необходимости, правильно установить фазы ГРМ.
Двигатель ЗМЗ-406 имеет два газопровода: впускной и выпускной.
Впускной газопровод состоит из впускной трубы и ресивера, отлитых из алюминиевого сплава и соединенных между собой через паронитовую прокладку пятью шпильками.
Впускная труба в сборе с ресивером через паронитовую прокладку пятью шпильками крепится к головке цилиндров справа.
Ресивер представляет собой емкость определенного объема, подобранную таким образом, чтобы вместе с газовыми каналами впускной трубы, имеющими одинаковую длину, форму и сечение для каждого цилиндра, подобранными экспериментально, обеспечить настройку впускной системы, на определенном скоростном режиме, на получение некоторого давления перед впускными клапанами и тем самым иметь более высокое наполнение цилиндров, а значит и более высокую мощность.
К фланцу ресивера через паронитовую прокладку четырьмя болтами крепится дроссельный патрубок (дроссель), в котором на горизонтальной оси установлена дроссельная заслонка, регулирующая подачу воздуха в цилиндры двигателя ЗМЗ-406.
Дроссельная заслонка управляется водителем от педали через рычаги и тросик, закрепленный на секторе рычага дроссельной заслонки.
На корпусе дроссельного патрубка установлен датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), подвижная часть которого соединена с осью дроссельной заслонки. ДПДЗ информирует электронную систему управления о величине открытия дроссельной заслонки.
На корпусе дроссельного патрубка установлены также четыре штуцера: два нижних и два верхних. К нижним штуцерам подсоединены шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости для подогрева корпуса дроссели.
Два верхних штуцера служат: один для подсоединения трубки вентиляции картера двигателя ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302, другой для подсоединения трубки подачи воздуха к регулятору холостого хода.
Кроме того, на ресивере закреплены: двумя болтами регулятор холостого хода и двумя болтами кронштейн наконечника трубки тросика управления дроссельной заслонкой.
Рис.4. Топливопровод двигателя ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302
1 — впускная труба; 2 — электромагнитная форсунка; 3 — штуцер; 4 — топливопровод; 5 — болт; 6 — регулятор давления топлива; I — от электробензонасоса; II — к ресиверу; III — к бензобаку
К впускной трубе двумя болтами М6 закреплен, отлитый из алюминия, топливопровод 4 (рис. 4 ) с установленными в нем четырьмя электромагнитными форсунками 2.
Другие концы электромагнитных форсунок двс ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 входят в отверстия впускной трубы 1. Уплотнение форсунок в отверстиях топливопровода и впускной трубы осуществляется с помощью резиновых колец круглого сечения.
Выпускной газопровод (коллектор) отлит из чугуна, через четыре стальных прокладки восемью шпильками крепится к головке цилиндров слева.
Для улучшения очистки цилиндров двигателя от отработавших газов и повышения мощностных показателей двигателя патрубки выпускного коллектора от первого и четвертого, а также от второго и третьего цилиндров попарно соединены между собой.
Распредвал двигателя ЗМЗ-406
Распредвалы ГРМ двигателя ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 отлиты из чугуна. Двигатель имеет два распределительных вала: для впускных и выпускных клапанов.
Профили кулачков распределительных валов двс одинаковые. Для достижения высокой износостойкости рабочая поверхность кулачков отбелена до высокой твердости при отливке распределительного вала.
Каждый распредвал имеет пять опорных шеек. Первая шейка имеет диаметр 42 мм, остальные — 35 мм. Валы вращаются в опорах, образованных алюминиевой головкой и алюминиевыми крышками, расточенных в сборе.
Кулачки по ширине смещены на 1 мм относительно оси гидравлических толкателей (гидрокомпенсаторов ЗМЗ-406), что при работе двигателя придает толкателю вращательное движение. В результате этого уменьшается износ торца толкателя и отверстия под гидрокомпенсатор ЗМЗ-406 и делает его равномерным.
От осевых перемещений каждый распредвал удерживается упорным стальным термоупрочненным или пластмассовым фланцем, который входит в выточку крышки передней опоры и в проточку на передней опорной шейке распределительного вала.
Распредвалы ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 обеспечивают следующие фазы газораспределения: впускные клапана открываются с опережением на 14° до прихода поршня в ВМТ, закрываются с запаздыванием на 46° после прихода поршня в НМТ, выпускные клапана открываются с опережением 46° до прихода поршня в НМТ и закрываются с запаздыванием на 14° после прихода поршня в ВМТ.
Указанные фазы газораспределения действительны при правильной установке привода распредвалов. Высота подъема клапанов 9 мм.
Привод распредвалов ЗМЗ-406
Привод распределительных валов двс ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 (рис. 5) — цепной, двухступенчатый. Первая ступень — от коленчатого вала на промежуточный вал, вторая ступень — от промежуточного вала на распределительные валы.
Приводная цепь ГРМ первой ступени (нижняя) имеет 70 звеньев, второй ступени (верхняя) — 90 звеньев. Цепь втулочная, двухрядная с шагом 9,525 мм.
На коленчатом валу находится звездочка 1 из высокопрочного чугуна с 23-я зубьями. На промежуточном валу находится ведомая звездочка 7 первой ступени также из высокопрочного чугуна с 38-ю зубьями и ведущая стальная звездочка 8 второй ступени с 19-ю зубьями.
На распредвалах установлены звездочки 14, 16 из высокопрочного чугуна с 23-я зубьями.
Звездочка на распределительном валу устанавливается на передний фланец и установочный штифт и крепится центральным болтом М12х1,25.
Рис.5. Привод распредвалов ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302
1 — звездочка коленчатого вала; 2 — гидронатяжитель нижней цепи; 3 — шумоизолирующая резиновая шайба; 4 — пробка; 5 — башмак гидронатяжителя нижней цепи; 6 — нижняя цепь; 7 — ведомая звездочка промежуточного вала; 8 — ведущая звездочка промежуточного вала; 9 — башмак гидронатяжителя верхней цепи; 10 — гидронатяжитель верхней цепи, 11 — верхняя цепь; 12 — установочная метка на звездочке; 13 — установочный штифт; 14 — звездочка распределительною вала впускных клапанов; 15 — верхний успокоитель цепи; 16 — звездочка распределительного вала выпускных клапанов; 17 — верхняя плоскость головки блока цилиндров; 18 — средний успокоитель цепи; 19 — нижний успокоитель цепи; 20 — крышка цепи; М1 и М2 — установочные метки на блоке цилиндров
Распредвалы ГРМ ЗМЗ-406 вращаются в два раза медленнее коленчатого. На торцах звездочки коленчатого вала, ведомой звездочке промежуточного вала и звездочках распределительных валов имеются установочные метки, служащие для правильной установки распределительных валов и обеспечения заданных фаз газораспределения.
Гидронатяжитель ЗМЗ-406
Натяжение каждой цепи (нижней 6 и верхней 11) производится автоматически — гидронатяжителями 2 и 10.
Гидронатяжители установлены в расточенные отверстия: нижний — в крышке цепи 20, верхний — в головке цилиндров, и закрыты алюминиевыми крышками, закрепленными к крышке цепи и к головке цилиндров двумя болтами М 8 через паронитовые прокладки.
Корпус гидронатяжителя ГРМ ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 через шумоизолирующую резиновую шайбу 3 упирается в крышку, а плунжер через башмак действует на нерабочую ветвь цепи.
Кроме того, в крышке имеется отверстие с конической резьбой К 1/8″ закрытое пробкой 4, через которое гидронатяжитель «разряжается».
Башмак изготовлен из пластмассы с криволинейной рабочей поверхностью и со стальной опорной площадкой, на которую давит плунжер гидронатяжителя.
Башмаки 5 и 9 установлены консольно на осях, ввернутых в передний торец блока цилиндров.
Рабочие ветви цепей проходят через успокоители 15, 18 и 19, изготовленные из пластмассы и закрепленные двумя болтами М 8 каждый: нижний -19 на переднем торце блока цилиндров, верхний 15 и средний 18 — на переднем торце головки цилиндров.
Гидронатяжитель ГРМ ЗМЗ-406 (рис. 6) стальной, выполнен в виде плунжерной пары, состоящей из корпуса 4 и плунжера 3.
Внутри плунжера установлена пружина 5, которая сжата корпусом клапана 1 с наружной резьбой, в котором расположен обратный шариковый клапан.
Корпус 4 и плунжер 3 связаны между собой через храповое устройство, состоящее из запорного кольца 2, кольцевых канавок в корпусе и канавки специального профиля на плунжере.
Гидротолкатель ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 устанавливается на двигатель в «заряженном» состоянии, когда плунжер 3 удерживается в корпусе 4 с помощью стопорного кольца 6.
Рис.6. Гидронатяжитель ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 в сборе
1 — корпус клапана в сборе; 2 — кольцо запорное; 3 — плунжер; 4 — корпус; 5 — пружина; 6 — кольцо стопорное
В рабочем состоянии гидронатяжитель «разряжен», когда стопорное кольцо 6 выведено из канавки в корпусе и не удерживает плунжер.
Гидронатяжитель работает следующим образом. Под действием пружины 5 и давления масла, поступающего из масляной магистрали, плунжер З нажимает на башмак цепи, а через него на цепь.
По мере вытяжки цепи и износа башмака плунжер выдвигается из корпуса 4, передвигая запорное кольцо 2 храпового устройства из одной канавки корпуса в другую.
При изменении скоростного режима работы двигателя и возникновении ударов со стороны цепи на башмак плунжер 3 движется назад, сжимая пружину 5, при этом шариковый клапан закрывается и происходит дополнительное демпфирование за счет перетекания масла через зазор между плунжером и корпусом.
Обратный ход плунжера ограничивается шириной канавки на плунжере.
Промежуточный вал ЗМЗ-406
Промежуточный вал двс ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 (рис. 7) — стальной, двухопорный, установлен в приливах блока цилиндров, справа. Наружная поверхность вала углеродоазотирована на глубину 0,2-0,7 мм и термообработана.
Рис.7. Промвал двс ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302
1 — болт; 2 — стопорная пластина; 3 — ведущая звездочка; 4 — ведомая звездочка; 5 — передняя втулка вала; 6 — промежуточный вал; 7 — труба промежуточного вала; 8 — валик-шестерня; 9 — гайка; 10 — шестерня привода масляного насоса; 11 — задняя втулка вала; 12 — блок цилиндров; 13 — фланец промежуточного вала; 14 — штифт
Промежуточный вал вращается во втулках, запрессованных в отверстия в приливах блока цилиндров. Передняя 5 и задняя 11 втулки сталеалюминиевые.
От осевых перемещений промежуточный вал удерживается стальным фланцем 13, который расположен между торцем передней шейки вала и ступицей ведомой звездочки 4 с зазором 0,05-0,2 мм и закреплен двумя болтами М8 к переднему торцу блока цилиндров.
Осевой зазор обеспечивается разницей размеров между длиной уступа на валу и толщиной фланца. Для повышения износостойкости фланец закален, а для улучшения приработки торцовые поверхности фланца шлифованы и фосфатированы.
На передний цилиндрический выступ вала установлена ведомая звездочка 4. Ведущая звездочка 3 цилиндрическим выступом устанавливается в отверстие ведомой звездочки 4, а ее угловое положение фиксируется штифтом 14, запрессованным в ступицу ведомой звездочки 4.
Обе звездочки «напроход» крепятся двумя болтами 1 (М8) к промежуточному валу. Болты контрятся отгибом на их грани углов стопорной пластины 2.
На хвостовике промвала ЗМЗ-406 с помощью шпонки и гайки 9 закреплена ведущая винтовая шестерня 10 привода масляного насоса.
Свободная поверхность промежуточного вала (между опорными шейками) герметично закрыта тонкостенной стальной трубой 7, запрессованной в приливы блока цилиндров.
Клапаны ЗМЗ-406
Клапаны двс ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 приводятся от распределительных валов непосредственно через гидравлические толкатели 8 (рис. 8), для которых выпонены направляющие отверстия в головке цилиндров.
Рис.8. Привод клапанов ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302
1 — впускной клапан; 2 — головка цилиндром; 3 — распределительный вал впускных клапанов; 4 — тарелка пружин клапана; 5 — маслоотражательный колпачок; 6 — наружная пружина клапана; 7 — распределительный вал выпускных клапанов; 8 — гидротолкатель; 9 — сухарь клапана; 10 — выпускной клапан; 11 — внутренняя пружина клапана; 12 — опорная шайба пружин клапана
Привод клапанов ЗМЗ-406 закрыт сверху крышкой, отлитой из алюминиевого сплава, с закрепленным с внутренней стороны лабиринтным масло отражателем с тремя маслоотводящими резиновыми трубками.
Крышку клапанов через резиновую прокладку и резиновые уплотнители свечных колодцев крепится к головке цилиндров восемью болтами М8.
Сверху на крышке клапанов устанавливается крышка маслозаливного отверстия и крепятся две катушки зажигания.
Клапана изготовлены из жаропрочных сталей: впускной клапан — из хромокремнистой, выпускной — хромоникельмарганцовистой и азотирован.
На рабочую фаску выпускного клапана дополнительно наплавлен жаростойкий хромоникелевый сплав.
Диаметр стержня клапанов ЗМЗ-406 — 8 мм. Тарелка впускного клапана имеет диаметр 37 мм, а выпускного — 31,5 мм. Угол рабочей фаски обоих клапанов 45°30.
На конце стержня клапана выполнены выточки для сухариков 9 (см. рис. 5) тарелки 4 пружин клапана. Тарелки пружин клапанов и сухарики изготовлены из малоуглеродистой стали и подвергнуты поверхностному нитроцементированию.
На каждый клапан устанавливается по две пружины: наружная 6 с правой навивкой и внутренняя 11 — с левой. Пружины изготовлены из термически обработанной высокопрочной проволоки и подвергнуты дробеструйной обработке.
Под пружины устанавливается опорная стальная шайба 12. Клапаны 1 и 10 работают в направляющих втулках, изготовленных из серого чугуна. Внутреннее отверстие втулок окончательно обрабатывается после их запрессовки в головку.
Втулки клапанов мотора ЗМЗ-406 снабжены стопорными кольцами, препятствующими самопроизвольному перемещению втулок в головке.
Для уменьшения количества масла, просасываемого через зазоры между втулкой и стержнем клапана, на верхние концы всех втулок напрессованы маслоотражательные колпачки 5, изготовленные из маслостойкой резины.
Детали клапанного механизма: клапаны, пружины, тарелки, сухарики, опорные шайбы и маслоотражательные колпачки взаимозаменяемы с аналогичными деталями двигателя автомобиля ВАЗ-2108.
Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) ЗМЗ-406
Гидротолкатель ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 (рис. 9) стальной, его корпус 2 выполнен в виде цилиндрического стакана, внутри которого размещен компенсатор с обратным шариковым клапаном.
На наружной поверхности корпуса выполнена канавка и отверстие для подвода масла внутрь толкателя из магистрали в головке цилиндров. Для повышения износостойкости наружная поверхность и торец корпуса толкателя нитроцементированы.
Рис.9. Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302
1 — направляющая втулка компенсатора; 2 — корпус гидротолкателя; 3 — стопорное кольцо; 4 — корпус компенсатора; 5 — поршень компенсатора; 6 — обратный шариковый клапан; 7 — пружина
Гидрокомпенсаторы ГРМ ЗМЗ-406 устанавливаются в расточенные в головке цилиндров отверстия диаметром 35 мм между торцами клапанов и кулачками распределительных валов.
Гидротолкатель размещен в направляющей втулке 1, установленной и приваренной внутри корпуса гидротолкателя, и удерживается стопорным кольцом 3.
Гидрокомпенсатор состоит из поршня 5, опирающегося изнутри на донышко корпуса гидронатяжителя, и корпуса 4, который опирается на торец клапана.
Между поршнем и корпусом компенсатора установлена пружина 7, раздвигающая их и тем самым выбирающая возникающий зазор. Одновременно пружина 7 прижимает колпачок обратного шарикового клапана 6, размещенного в поршне.
Обратный шариковый клапан пропускает масло из полости корпуса гидротолкателя в полость компенсатора и запирает эту полость при нажатии кулачка распределительного вала на корпус гидротолкателя.
Работает гидротолкатель ЗМЗ-406 автомобилей ГАЗ-3110 Волга, Газель-3302 следующим образом: при нажатии кулачка распределительного вала на торец корпуса гидротолкателя 2 (открытие клапана) шариковый клапан 6 закрывается, запирая находящееся внутри компенсатора масло, которое становится рабочим телом, через которое передается усилие и движение от кулачка к клапану.
При этом часть масла перетекает через зазор в плунжерной паре компенсатора в полость корпуса гидротолкателя, и поршень 5 несколько вдвигается в корпус компенсатора 4.
При закрытии клапана, когда снимается усилие с гидротолкателя, пружина 7 компенсатора прижимает поршень 5 и корпус гидротолкателя 2 к цилиндрической части кулачка, выбирая зазор, шариковый клапан 6 в компенсаторе открывается, впуская в полость компенсатора масло, после чего цикл повторяется.
Гидротолкатели (гидрокомпенсатор) автоматически обеспечивают беззазорный контакт кулачков распределительных валов с клапанами, компенсируя износы сопрягаемых деталей: кулачков, торцов корпуса гидротолкателя, корпуса компенсатора, клапана, фасок седел и тарелок клапанов.
