Особенности конструкции двигателя

Для российского рынка автомобили Opel Astra J комплектуют двумя атмосферными двигателями 1,4 ECOTEC A14 XER (100 л.с.) и 1,6 ECOTEC A16 XER (115 л.с.), а также двумя двигателями с турбонаддувом 1,4 Turbo ECOTEC A14 NET (140 л.с.) и 1,6 Turbo ECOTEC A16 LET (180 л.с.).

В данном разделе конструкция и ремонт некоторых узлов и систем описаны на примере двигателя мод. A16 XER (115 л.с.). Остальные двигатели близки к нему по конструкции. Особенности двигателей с турбонаддувом описаны в подразделе Особенности конструкции двигателей с турбонаддувом.

Головка блока цилиндров двигателя изготовлена из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки), в головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Каждый впускной и выпускной клапан снабжен одной пружиной, зафиксированной через тарелку двумя сухарями.

Блок цилиндров двигателя представляет собой единую отливку, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненных в виде перегородок картера. Блок изготовлен из специального высокопрочного чугуна с цилиндрами, расточенными непосредственно в теле блока. Крышки коренных подшипников двигателя обработаны в сборе с блоками и поэтому невзаимозаменяемы. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.

Распределительные валы литые, чугунные, снабжены роторами синхронизации, обеспечивающими работу датчиков положения распределительных валов. В валах привода впускных и выпускных клапанов выполнены масляные каналы, по которым к механизмам системы изменения фаз газораспределения поступает под давлением масло.

Коленчатый вал, откованный из специальной стали, вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем из алюминиево-оловянного сплава. Осевое перемещение коленчатого вала ограничено специальными фланцами, выполненными на средней коренной шейке и опирающимися на буртики увеличенных по толщине вкладышей среднего коренного подшипника.

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава.

На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для маслосъемного и компрессионных колец. Поршни двигателя дополнительно охлаждаются маслом, подаваемым через отверстие в верхней головке шатуна и разбрызгиваемым на днище поршня.

Поршневые пальцы установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична конструкции коренных.

Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.

Система смазки комбинированная (подробнее см. Система смазки).

Система вентиляции картера закрытого типа не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с отсосом газов и паров бензина в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу.

Система охлаждения двигателей герметичная, с расширительным бачком, состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров. Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос с приводом от коленчатого вала поликлиновым ремнем привода вспомогательных агрегатов. Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.

Система питания двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.

Система изменения фаз газораспределения динамически регулирует положение впускного и выпускного распределительных валов. Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, благодаря чему достигаются повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов. Механизм системы соединен каналами в головке блока цилиндров и в распределительных валах с электромагнитными клапанами. Эти клапаны гидравлически управляют механизмом системы изменения фаз газораспределения. Электромагнитными клапанами, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.

Электромагнитный клапан, состоящий из электромагнита и клапана (последний, в свою очередь, состоит из золотника и пружины), по сигналам электронного блока управления двигателем подает масло под давлением из главной магистрали системы смазки в одну из рабочих полостей механизма системы изменения фаз газораспределения и сливает масло из другой полости, что приводит к взаимному перемещению элементов механизма и, как следствие, к динамическому изменению положения впускного и выпускного распределительных валов.

Во время работы двигателя на режиме холостого хода электронный блок управления двигателем многократно активирует на короткие промежутки времени электромагнитный клапан с целью очистки его элементов и каналов от случайно попавших в них загрязнений.

При отключении электропитания электромагнитных клапанов системы изменения фаз газораспределения отверстия подвода масла из главной магистрали и слива полностью открыты и механизм устанавливается в исходное положение. В этом случае двигатель работает без изменения фаз газораспределения.

Табл. 1. Возможные неисправности двигателя, их причины и способы устранения

Причина неисправности Способ устранения
Двигатель не пускается
Нет давления топлива в рампе:  
засорены топливопроводы Промойте и продуйте топливный бак и топливопроводы
неисправен топливный насос Замените насос
засорен топливный фильтр Замените фильтр
неисправен регулятор давления топлива Проверьте регулятор, неисправный замените
Неисправна система зажигания См. Система управления двигателем
Двигатель работает неустойчиво или глохнет на холостом ходу
Недостаточное давление в топливной рампе См. неисправность «Двигатель не пускается»
Неисправен регулятор холостого хода Замените регулятор холостого хода
Подсос воздуха через шланг вентиляции картера двигателя и шланг, соединяющий впускную трубу с вакуумным усилителем тормозов Подтяните хомуты крепления, поврежденные шланги замените
Неисправна система зажигания См. Система управления двигателем
Двигатель не развивает полной мощности и недостаточно приемист
Неполное открытие дроссельной заслонки Отрегулируйте привод дроссельной заслонки
Неисправен датчик положения дроссельной заслонки Замените датчик
Недостаточное давление в топливной рампе См. неисправность «Двигатель не пускается»
Загрязнен воздушный фильтр Замените фильтрующий элемент
Неисправна система зажигания См. Система управления двигателем
Недостаточная компрессия - ниже 1 МПа (10 кгс/см2):  
пробита прокладка головки блока цилиндров Замените прокладку
прогорание поршней, поломка или залегание поршневых колец Очистите кольца и канавки поршней от нагара, поврежденные кольца и поршень замените
плохое прилегание клапанов к седлам Замените поврежденные клапаны, отшлифуйте седла
чрезмерный износ цилиндров и поршневых колец Замените поршни, расточите и отхонингуйте цилиндры
Недостаточное давление масла в прогретом двигателе
Использование масла несоответствующей марки Замените масло рекомендованным
Разжижение или вспенивание масла из-за проникновения в масляный картер топлива или охлаждающей жидкости Устраните причины проникновения топлива или охлаждающей жидкости. Замените масло
Загрязнение рабочей полости или износ деталей масляного насоса Промойте или отремонтируйте масляный насос
Засорение масляного фильтра Замените масляный фильтр
Ослабление крепления или засорение маслоприемника Закрепите маслоприемник, промойте его фильтр
Увеличенный зазор между вкладышами коренных и шатунных подшипников и шейками коленчатого вала Прошлифуйте шейки и замените вкладыши
Трещины, поры в стенках масляных каналов блока цилиндров или засорение масляных магистралей Отремонтируйте блок цилиндров. При невозможности устранения дефекта замените блок
Неплотная установка заглушек масляных каналов или их отсутствие Восстановите герметичность заглушек, установите отсутствующие заглушки
Стук коренных подшипников коленчатого вала
Обычно стук глухого тона, металлический. Обнаруживается при резком открытии дроссельной заслонки на холостом ходу. Частота его увеличивается с повышением частоты вращения коленчатого вала. Чрезмерный осевой зазор коленчатого вала вызывает стук более резкий с неравномерными промежутками, особенно заметными при плавном повышении и снижении частоты вращения коленчатого вала
Недостаточное давление масла См. неисправность «Недостаточное давление масла в прогретом двигателе»
Ослаблены болты крепления маховика Затяните болты рекомендуемым моментом
Увеличенный зазор между шейками и вкладышами коренных подшипников Прошлифуйте шейки и замените вкладыши
Увеличенный зазор между упорными фланцами вкладышей среднего коренного подшипника и коленчатым валом Замените вкладыши среднего коренного подшипника новыми, проверьте зазор
Стук шатунных подшипников
Обычно стук шатунных подшипников резче стука коренных. Он прослушивается на холостом ходу двигателя при резком открытии дроссельных заслонок. Место стука легко определить, отключая по очереди свечи зажигания
Недостаточное давление масла См. неисправность «Недостаточное давление масла в прогретом двигателе»
Чрезмерный зазор между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами Замените вкладыши и прошлифуйте шейки
Стук поршней
Стук обычно не звонкий, приглушенный; вызывается «биением» поршня в цилиндре. Лучше всего он прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала и под нагрузкой
Увеличенный зазор между поршнями и цилиндрами Замените поршни, расточите и отхонингуйте цилиндры
Чрезмерный зазор между поршневыми кольцами и канавками на поршне Замените кольца или поршни с кольцами
Неправильно установлен поршень (смещение отверстия под поршневой палец направлено к левой стороне двигателя) Установите правильно поршень
Повышенный шум газораспределительного механизма
Пониженное давление масла в системе смазки См. неисправность «Недостаточное давление масла в прогретом двигателе»
Поломка клапанной пружины Замените пружину
Чрезмерный зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, вызванный их износом Установите клапан следующего ремонтного размера, соответственно развернув отверстие его направляющей втулки
Износ кулачков распределительного вала Замените распределительный вал
Ослабление крепления деталей, приводимых в движение распределительным валом Проверьте и при необходимости подтяните крепления
Стук на холодном двигателе, слышный в течение двух-трех минут после пуска и усиливающийся при повышении частоты вращения коленчатого вала
Увеличенный зазор между поршнями и цилиндрами Стук поршней, исчезающий после прогрева двигателя, не является признаком неисправности. При постоянном стуке замените поршни, расточите и отхонингуйте цилиндры
Кратковременные стуки сразу после пуска двигателя
Использование масла несоответствующей марки (с пониженной вязкостью) Замените масло рекомендованным
Увеличенный осевой зазор коленчатого вала Замените вкладыши среднего коренного подшипника
Увеличенный зазор в переднем коренном подшипнике Замените вкладыши переднего коренного подшипника
Стуки в прогретом двигателе на режиме холостого хода
Ослабление натяжения или износ ремня привода вспомогательных агрегатов Отрегулируйте натяжение ремня или замените его
Шум деталей газораспределительного механизма См. неисправность «Повышенный шум газораспределительного механизма»
Использование масла несоответствующей марки Замените масло рекомендованным
Увеличенные зазоры между поршневыми пальцами и отверстиями в бобышках поршней Замените поршни и пальцы
Увеличенные зазоры между шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами Замените вкладыши и прошлифуйте шейки
Непараллельны оси верхней и нижней головок шатуна Замените шатун
Неправильно установлен поршень (смещение отверстия под поршневой палец направлено к левой стороне двигателя) Установите правильно поршень
Сильные стуки в прогретом двигателе при повышении частоты вращения коленчатого вала
Поломка демпфера крутильных колебаний или ступицы шкива Замените поврежденные детали
Чрезмерно натянут ремень привода вспомогательных агрегатов или появление на нем трещин и разрывов Отрегулируйте натяжение ремня, замените поврежденный ремень
Ослаблено крепление маховика Затяните болты крепления маховика требуемым моментом
Чрезмерное увеличение зазоров между вкладышами шатунных и коренных подшипников коленчатого вала Перешлифуйте шейки под ремонтный размер и замените вкладыши
Повышенная вибрация двигателя
Дисбаланс коленчатого вала Снимите и отбалансируйте коленчатый вал
Неодинаковые значения компрессии в цилиндрах См. Проверка компрессии в цилиндрах
Подушки подвески силового агрегата сильно изношены или затвердели Замените подушки
Ослаблено крепление демпфера крутильных колебаний или шкивов Подтяните крепления
Детонационные стуки двигателя при работе под нагрузкой
Использование бензина с пониженным октановым числом Залейте бензин с соответствующим октановым числом
Неисправен электронный блок управления двигателем Замените блок
Повышенный расход масла
Подтекание масла через уплотнения двигателя Подтяните крепления или замените прокладки и сальники
Засорена система вентиляции картера Промойте детали системы вентиляции картера
Износ поршневых колец или цилиндров двигателя Расточите цилиндры, замените поршни и кольца
Поломка поршневых колец Замените кольца
Закоксовывание маслосъемных колец или пазов в канавках поршней из-за применения нерекомендованного масла Очистите кольца и пазы от нагара, замените моторное масло рекомендуемым
Износ или повреждение маслосъемных колпачков клапанов Замените маслосъемные колпачки
Повышенный износ стержней клапанов или направляющих втулок Замените клапаны, отремонтируйте головку блока цилиндров
Перегрев двигателя
Недостаточное количество жидкости в системе охлаждения Долейте охлаждающую жидкость в систему охлаждения
Сильно загрязнена наружная поверхность радиатора Очистите наружную поверхность радиатора струей воды
Неисправен термостат Замените термостат
Неисправен электровентилятор системы охлаждения Проверьте электродвигатель вентилятора, датчик его включения и реле, неисправные узлы замените
Неисправен клапан пробки расширительного бачка (постоянно открыт, из-за чего система находится под атмосферным давлением) Замените пробку расширительного бачка
Использование бензина с пониженным октановым числом Залейте бензин с соответствующим октановым числом
Быстрое падение уровня жидкости в расширительном бачке
Поврежден радиатор Отремонтируйте радиатор или замените
Повреждение шлангов или прокладок в соединениях трубопроводов, ослабление хомутов Замените поврежденные шланги или прокладки, подтяните хомуты шлангов
Утечка жидкости через сальник водяного насоса Отремонтируйте водяной насос
Повреждена прокладка головки блока цилиндров Замените прокладку
Утечка жидкости через микротрещины в блоке или головке блока цилиндров Проверьте герметичность блока и головки блока цилиндров, при обнаружении трещин замените поврежденные детали