Двигатели ЗМЗ – 40904.10, ЗМЗ – 40905.10 (УАЗ Патриот)

1. Общий вид двигателя.

• ЗМЗ-40904.10

• ЗМЗ-40905.10

2. Технические характеристики двигателя.

• Моторное масло:

• Тосол:

3. Конструкция двигателя.

1. Блок цилиндров

Блок цилиндров из серого чугуна, выполнен в виде моноблока с картерной частью опущенной ниже оси коленчатого вала. В нижней части блока расположены пять гнезд коренных подшипников 9. Крышки коренных подшипников 7, изготавливаемые из высокопрочного чугуна, обрабатываются в сборе с блоком цилиндров и поэтому они не взаимозаменяемы. На нижней плоскости 1, 2 и 4 - ой крышек выбиты их порядковые номера для правильной установки. При установке крышек замочные пазы 6 под вкладыши в блоке цилиндров и в крышках следует располагать с одной стороны.

• Головка цилиндров

Головка цилиндров отлита из алюминиевого сплава, имеет два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. В верхней части головки цилиндров размещены два распределительных вала. Крышки опор распределительных валов 1 обрабатываются в сборе с головкой цилиндров и поэтому они не взаимозаменяемы. Крышки опор валов должны устанавливаться в соответствии с выбитыми на них порядковыми номерами, при этом ориентируясь определенным образом.

Отверстия под свечи зажигания находятся в центральной части камеры сгорания. В передней части имеются две бобышки с отверстиями 9 для крепление к крышке цепи. Между головкой цилиндров и блоком цилиндров устанавливается стальная, двухслойная прокладка головки цилиндров, имеющая высокую уплотняющую способность и термическую стойкость.

• Поршень - из алюминиевого сплава. Юбка поршня выполнена с бочкообразным вертикальным профилем и микрорельефом для улучшения приработки и снижения потерь на трение. В поперечном (горизонтальном) сечении юбка поршня имеет форму овала, где больший радиус расположен перпендикулярно оси поршневого пальца. На днище каждого поршня сделана выемка для расположения части камеры сгорания и четыре цековки, которые предотвращают касание (удары) о днище поршня тарелок клапанов при нарушении фаз газораспределения. По наибольшему диаметру юбки поршни делятся на 5 размерных групп, по диаметру отверстия под поршневой палец – на 2 группы. Маркировка размерных групп выбивается на днище. На торце поршня имеется надпись «FRONT» или «ПЕРЕД», служащая для его правильной ориентации при установке в блок цилиндров. Поршень должен устанавливаться, ориентируясь данной надписью в сторону переднего торца блока цилиндров (в сторону расположения шкива-демпфера коленчатого вала).

• Поршневые кольца - устанавливаются по три на каждом поршне: два компрессионных и одно маслосъемное. Верхние компрессионные кольца 2 могут быть стальные или из высокопрочного чугуна. Прилегающая к цилиндру поверхность верхнего компрессионного кольца имеет бочкообразную форму. Для увеличения износостойкости эта поверхность покрыта хромом. Нижние компрессионные кольца 3 изготавливаются из серого чугуна, имеют наружную коническую поверхность. Кольцо должно устанавливаться на поршень маркировкой «TOP» или маркировкой товарного знака предприятияизготовителя в сторону днища поршня (вверх). Маслосъемное кольцо составное. Состоит из двух стальных кольцевых дисковых элементов 4 и пружинного расширителя 5.

• Поршневые пальцы – трубчатого сечения, стальные, плавающего типа, при работе двигателя свободно вращаются в бобышках поршня и втулке шатуна. Для увеличения твердости и износостойкости наружная поверхность пальца подвергнута химико-термическому упрочнению. Осевое перемещение пальца ограничивается стопорными кольцами, установленными в канавках бобышек поршня. Пальцы по наружному диаметру делятся на размерные группы.
• Шатун – стальной, кованый, со стержнем двутаврового сечения и продольным отверстием подачи масла для смазки подшипника поршневого пальца и охлаждения днища поршня. В поршневую головку шатуна запрессована бронзовая втулка, служащая подшипником поршневого пальца. Крышка шатуна крепится к шатуну двумя центрирующими болтами с гайками. Крышка обрабатывается совместно шатуном, поэтому крышки нельзя переставлять с одного шатуна на другой. Для правильной сборки на боковых поверхностях крышек и шатунов, выбиты порядковые номера цилиндров, в которые они были установлены. Крышка шатуна с шатуном должны быть собраны таким образом, чтобы номера цилиндров или пазы под вкладыши располагались с одной стороны. Шатуны делятся на 4 группы по массе и на 4 размерные группы по диаметру отверстия втулки под поршневой палец.
• Коленчатый вал – пятиопорный, отлит из высокопрочного чугуна. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил коленчатый вал имеет восемь противовесов. Износостойкость коренных, шатунных шеек и поверхностей заднего фланца, контактирующих с рабочей кромкой сальника, обеспечивается поверхностной закалкой токами высокой частоты. Галтели коренных и шатунных шеек вала накатываются роликами для их упрочнения. Вал динамически сбалансирован. В коренных (кроме средней) и шатунных шейках просверлены сквозные отверстия, которые соединяются косыми сверлениями, проходящими сквозь шейки и щеки вала. Данные каналы служат для подачи масла к шатунным подшипникам. В месте выхода сверлений в щеках находятся специальные грязеулавливающие полости, закрытые резьбовыми пробками. В процессе вращения коленчатого вала грязь и продукты износа, находящиеся в масле, отделяются за счет действия центробежной силы инерции и накапливаются в этих полостях. Происходит дополнительная, помимо фильтра, очистка масла. Направление вращения коленчатого вала – правое (при направлении взгляда на шкив-демпфер). Коленчатый вал установлен в коренных опорах блока цилиндров, в которых расположены вкладыши коренных подшипников.
• Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала сталеалюминевые. Верхние вкладыши коренных подшипников имеют канавку и отверстие для подачи масла, нижние – без канавок. Верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников одинаковые, с отверстием для подвода масла в масляный канал шатуна. Осевое перемещение коленчатого вала ограничивается упорными полушайбами 3, 6, расположенными по обе стороны средней (третьей) коренной опоры в проточках крышки и блока цилиндров. Полушайбы поверхностью с канавками обращены к щекам коленчатого вала. Нижние полушайбы удерживаются от вращения за счет выступов, входящих в пазы на торцах крышки среднего коренного подшипника. Нижние полушайбы упорного подшипника сталеалюминевые. Верхние полушайбы упорного подшипника выполнены полностью из алюминиевого сплава. Могут устанавливаться полиамидные полушайбы 3 переднего упорного подшипника.

• Маховик – отлит из серого чугуна, имеет напрессованный стальной, упрочненный закалкой токами высокой частоты, зубчатый венец. Статическая балансировка маховика производится отдельно от коленчатого вала.

2. Газораспределительный механизм

• Привод распределительных валов осуществляется двумя зубчатыми цепями. Привод распределительных валов включает в себя: звездочку 1 коленчатого вала (29 зубьев), ведомую 5 и ведущую 6 звездочки промежуточного вала (46 и 23 зуба), звездочки распределительных валов 14 и 16 (29 зубьев), две зубчатые цепи 4 и 11 (84 звена – нижняя, 108 звеньев – верхняя), гидронатяжители 3 и 9, башмаки натяжения цепей 2 и 8, и успокоители цепей 15, 20 и 21. Натяжение цепи каждой ступени осуществляется гидронатяжителями. Для правильной сборки привода распределительных валов и установки фаз газораспределения на звездочке коленчатого вала, ведомой звездочке промежуточного вала, звездочках распределительных валов, блоке цилиндров имеются метки. При установке привода метки М1, М2 на блоке цилиндров должны совпадать с метками на звездочках коленчатого и промежуточного валов. Метки 12, 18 на звездочках распределительных валов должны быть направлены в разные стороны наружу двигателя и совпадать с верхней плоскостью 19 головки цилиндров, как показано на рисунке.

Данное положение распределительных и коленчатого валов соответствует нахождению поршня первого цилиндра в ВМТ такта сжатия. Положение поршня первого цилиндра в ВМТ также можно определить по совпадению риски на диске демпфера шкива коленчатого вала с выступом на крышке цепи. Ведущая звездочка промежуточного вала – стальная, для увеличения твердости и износостойкости углеродоазотирована. Звездочки коленчатого вала, распределительных валов и ведомая промежуточного вала изготовлены из высокопрочного чугуна.

На более ранних двигателях ЗМЗ-40904.10 устанавливался привод распределительных валов двумя двухрядными втулочными цепями, а также двумя однорядными втулочными цепями.

• Распределительные валы – отлиты из специального легированного чугуна. Для достижения высокой износостойкости рабочих поверхностей применяется «отбел» кулачков. Валы вращаются в два раза медленнее коленчатого вала в подшипниках, образованных головкой цилиндров и съемными алюминиевыми крышками. От осевых перемещений валы удерживаются упорными полукольцами из полиамида, которые входят в проточки на передней опорной шейке валов и передней крышки распределительных валов. Впускной и выпускной валы имеют одинаковый профиль кулачков. Распределительные валы обеспечивают фазы газораспределения, и высоту подъема клапана 9 мм.

Фазы газораспределения действительны при правильной установке привода распределительных валов. В процессе длительной эксплуатации происходит удлинение цепей привода, что приводит к нарушению фаз газораспределения и ухудшению характеристик двигателя.

На заднем торце выпускного распределительного вала закреплена металлическая пластина, служащая для подачи импульсов датчику фазы системы управления двигателем и последующему определению микропроцессором фазы работы двигателя.

• Привод клапанов осуществляется двумя распределительными валами 6 и 9, расположенными в головке цилиндров 5. Кулачки распределительных валов действуют непосредственно на гидротолкатели 10, которые перемещаются в цилиндрических отверстиях головки цилиндров. Применение гидравлических толкателей в приводе клапанов исключает необходимость регулировки зазоров. В приводе применяется одна пружина на каждый клапан.

• Клапаны – изготовлены из жаропрочной стали и имеют возможность в процессе работы проворачиваться. Клапаны работают в направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров.

Направляющие втулки изготавливаются из металлокерамики или из легированного серого чугуна. Седла клапанов изготавливаются из металлокерамики.

• Гидротолкатели – выполнены в виде цилиндрического стакана с плунжерной парой гидрокомпенсатора внутри и канавкой с отверстием для подвода масла от магистрали в головке цилиндров снаружи. Гидротолкатели обеспечивают беззазорный контакт кулачка распределительного вала с торцем клапана за счет давления масла и действия пружины гидрокомпенсатора. При работе гидротолкатели вращаются благодаря смещению по ширине середины кулачка распределительного вала относительно оси гидротолкателя, что обеспечивает равномерную приработку и уменьшение износа торца гидротолкателя.

• Промежуточный вал – служит для привода масляного насоса. Промежуточный вал сборный. Передняя и задняя опорные шейки, изготовленные из порошкового материала методом порошковой металлургии, напрессованы на стальной вал.

Промежуточный вал 6 установлен в приливы блока цилиндров 14, герметично закрыт стальной трубой 7, установленной на анаэробный герметик. Промежуточный вал в блоке цилиндров фиксируется от продольного смещения стальным закаленным фланцем 15, поверхность которого для улучшения приработки и уменьшения трения фосфатирована. Фланец также может быть изготовлен из полимерного материала со стальными закладными шайбами под крепежные болты.

Вал вращается в сталеалюминевых втулках 5 и 13, запрессованных в отверстия блока. При вращении промежуточный вал прижимается торцем передней опорной шейки к крепежному фланцу.

На переднем конце вала установлены звездочки 3 и 4 привода распределительных валов, на заднем – винтовая шестерня 12 привода масляного насоса на сегментной шпонке 11 и закреплена фланцевой гайкой 10, удерживаемой с помощью кольца 9.

Звездочки привода распределительных валов крепятся двумя болтами 1 «напроход» к промежуточному валу. Болты стопорятся от самоотворачивания загибкой углов стопорной пластины 2 на гранях их головок. Точное угловое положение ведомой звездочки 3 относительно звездочки 4 обеспечивается установкой ее на штифт 16, запрессованный в ведомую звездочку.

• Гидронатяжитель – стальной, выполнен в виде подобранной по зазору плунжерной пары, состоящей из корпуса 4 и плунжера 3. Гидронатяжитель обеспечивает постоянное натяжение цепи и гашение её колебаний за счет давления масла в системе смазки, и действия пружины плунжерной пары.

На двигатель гидронатяжитель следует устанавливать в «заряженном» состоянии, когда плунжер 3 удерживается в корпусе 4 с помощью стопорного кольца 6, без транспортного стопора 7, и затем разряжать только после полного затягивания болтов крышки гидронатяжителя.

Для приведения гидронатяжителя в рабочее состояние («разрядки») после окончательной затяжки болтов крепления крышки необходимо через отверстие крышки, закрываемое пробкой с конической резьбой, оправкой нажать на гидронатяжитель с усилием, обеспечивающим выход плунжера из корпуса гидронатяжителя. Под действием пружины корпус гидронатяжителя переместится до упора в крышку, а плунжер через башмак натянет цепь.

На внутренней поверхности корпуса 4 выполнены канавки специального профиля и канавка под стопорное кольцо 6, на наружной поверхности – две лыски под ключ (19 мм). Плунжер 3 имеет форму стакана, внутри которого установлена пружина 5, сжатая корпусом клапаном 1, ввернутым в корпус. На наружной поверхности плунжера имеются две канавки специального профиля, в которых установлены разрезные пружинные кольца – стопорное кольцо 6 и запорное кольцо 2. Стопорное кольцо предотвращает выход плунжера из корпуса при транспортировке и установке гидронатяжителя на двигатель, запорное кольцо ограничивает обратный ход плунжера при работе. В рабочем состоянии плунжер 3 с запорным кольцом 2 под действием пружины 5 перемещается из канавки в канавку корпуса 4, выдвигаясь из него. Обратному перемещению плунжера препятствует запорное кольцо и специальный (храповый) профиль канавок корпуса и плунжера.

В корпусе клапана 1 расположен обратный шариковый клапан, через который масло из магистрали двигателя поступает внутрь гидронатяжителя. К шариковому клапану масло поступает через прорезь на торце и отверстие 8 в корпусе клапана.

Работает гидронатяжитель следующим образом.

Под действием пружины 5 и давления масла, поступающего из масляной магистрали через отверстие 8 в корпусе клапана, плунжер 3 нажимает на башмак, а через него на цепь, обеспечивая неразрывный контакт поверхности башмака и цепи.

При воздействии цепи на гидронатяжитель (при изменении режима работы двигателя) плунжер 3 перемещается назад, сжимая пружину 5, шариковый клапан гидронатяжителя закрывается и происходит демпфирование (гашение) колебаний цепи за счет пружины и перетекания масла через зазор между плунжером и корпусом. По мере вытяжки цепи плунжер выдвигается из корпуса 4, передвигая запорное кольцо 2 из одной канавки корпуса в другую, тем самым обеспечивается необходимое натяжение цепи.

Ход плунжера назад, при гашении колебаний цепи и при компенсации температурных удлинений деталей привода, ограничивается запорным кольцом 2 и шириной канавки на плунжере 3.

Транспортный стопор 7 служит для исключения вероятности «разрядки» гидронатяжителя (выхода плунжера из корпуса гидронатяжителя) при его транспортировке. Перед установкой гидронатяжителя на двигатель транспортный стопор необходимо снять.

На двигателях могут применяться также гидронатяжители, устанавливаемых в адаптеры. Принцип действия таких гидронатяжителей аналогичен описанному выше. На двигатель гидронатяжители, применяемые с адаптерами, должны устанавливаться в заряженном состоянии. Разрядка гидронатяжителя после установки на двигатель производится аналогично гидронатяжителю описанной выше конструкции – путем нажатия на торец адаптера через отверстие в крышке гидронатяжителя.

3. Система смазки – комбинированная, с подачей масла к трущимся поверхностям под давлением, разбрызгиванием и автоматическим регулированием температуры масла термоклапаном.

Система смазки включает: масляный картер, масляный насос с приемным патрубком и редукционным клапаном, привод масляного насоса, масляные каналы в блоке цилиндров, головке цилиндров и коленчатом валу, полнопоточный масляный фильтр, стержневой указатель уровня масла, термоклапан, крышку маслоналивной горловины, пробку слива масла и датчики указателя и сигнализатора давления масла.

Циркуляция масла происходит следующим образом. Насос 22 засасывает масло из картера 23 и по каналу в блоке подводит его к термоклапану 2.

При давлении масла 4,6 кгс/см2 происходит открытие редукционного клапана 20 масляного насоса и перепуск масла обратно в зону всасывания насоса, благодаря чему уменьшается рост давления в системе смазки. Максимальное давление масла в системе смазки – 6,0 кгс/см2 .

При давлении масла выше 0,7…0,9 кгс/см2 и температуре выше плюс 81 ± 2 ºС термоклапан начинает открывать проход потоку масла в радиатор, отводимый через штуцер 9. Температура полного открытия канала термоклапана – плюс 109 ± 5 ºС. Охлажденное масло из радиатора возвращается в масляный картер через отверстие 22. После термоклапана масло поступает к полнопоточному масляному фильтру 6.

Очищенное масло из фильтра поступает в центральную масляную магистраль 1 блока цилиндров, откуда через каналы 16 подводится к коренным подшипникам коленчатого вала, через каналы 5 к подшипникам промежуточного вала, через каналы 4 к верхнему подшипнику валика привода масляного насоса и также к гидронатяжителю нижней цепи привода распределительных валов.

От коренных подшипников масло через внутренние каналы 17 коленчатого вала 18 подводится к шатунным подшипникам и от них через каналы 15 в шатунах подается для смазки поршневых пальцев. Для охлаждения поршня масло через отверстие в верхней головке шатуна разбрызгивается на днище поршня.

От верхнего подшипника валика привода масляного насоса масло через поперечные сверления и внутреннюю полость валика подается для смазки нижнего подшипника валика и опорной поверхности ведомой шестерни 7 привода. Шестерни привода масляного насоса смазываются струей масла, разбрызгиваемой через отверстие в центральной масляной магистрали.

Из центральной масляной магистрали масло через канал 7 блока цилиндров поступает в головку цилиндров, где по каналам 9 подводится к опорам распределительных валов, по каналам 11 к гидротолкателям, и также к гидронатяжителю 8 верхней цепи привода распределительных валов.

Вытекая из зазоров и стекая в масляный картер в передней части головки цилиндров, масло попадает на цепи, башмаки натяжения цепей и звездочки привода распределительных валов.

В задней части головки цилиндров масло стекает в масляный картер по выполненному в литье отверстию головки через отверстие в приливе блока цилиндров.

Заливка масла в двигатель осуществляется через маслоналивную горловину крышки клапанов, закрываемую крышкой 10 с уплотнительной резиновой прокладкой. Уровень масла контролируется по нанесенным на указателе уровня масла 12 меткам: верхнего уровня - "MAX" и нижнего - "MIN". Слив масла производится через отверстие в масляном картере, закрываемое сливной пробкой 21 с уплотнительной прокладкой.

Очистка масла осуществляется сеткой приемного патрубка масляного насоса, фильтрующими элементами полнопоточного масляного фильтра, а также центробежными силами в каналах коленчатого вала.

Контроль за давлением масла осуществляется датчиком давления 13 и указателем на щитке приборов. Кроме того, система снабжена датчиком аварийного давления масла 14 и сигнализатором аварийного давления масла. Сигнализатор аварийного давления масла загорается при давлении масла ниже 40...80 кПа (0,4...0,8 кгс/см2 ). Датчики давления ввернуты в штуцер, установленный в масляный канал головки цилиндров.

• Масляный насос - шестеренчатого типа, установлен внутри масляного картера, крепится с прокладкой двумя болтами к блоку цилиндров и держателем к крышке третьего коренного подшипника. Ведущая шестерня 1 неподвижно закреплена на валике 3 с помощью штифта, а ведомая 5 свободно вращается на оси 4, запрессованной в корпусе 2 насоса. На верхнем конце валика 3 сделано шестигранное отверстие, в которое входит шестигранный валик привода масляного насоса. Центрирование ведущего валика насоса осуществляется благодаря посадке цилиндрического выступа корпуса насоса в отверстии блока цилиндров. Корпус насоса отлит из алюминиевого сплава, перегородка 6 и шестерни изготовлены из металлокерамики. К корпусу тремя винтами крепится литой из алюминиевого сплава приемный патрубок 7 с сеткой, в котором установлен редукционный клапан.

• Редукционный клапан – плунжерного типа, расположен в приемном патрубке масляного насоса. Плунжер клапана стальной, для увеличения твердости и износостойкости наружная поверхность подвергнута нитроцементации.

Под пружиной плунжера могут устанавливаться одна или две шайбы 3. Удалять установленные шайбы запрещается, поскольку это приведет к изменению давления открытия редукционного клапана.

• Привод масляного насоса осуществляется парой винтовых шестерен от промежуточного вала 1 привода распределительных валов.

На промежуточном валу с помощью сегментной шпонки 3 установлена и закреплена фланцевой гайкой ведущая шестерня 2. Ведомая шестерня 7 напрессована на валик 8, вращающийся в расточках блока цилиндров. В верхнюю часть ведомой шестерни запрессована стальная втулка 6, имеющая внутреннее шестигранное отверстие. В отверстие втулки вставляется шестигранный валик 9, нижний конец которого входит в шестигранное отверстие валика масляного насоса.

Сверху привод масляного насоса закрыт крышкой 4, закрепленной через прокладку 5 четырьмя болтами. Ведомая шестерня при вращении верхней торцовой поверхностью прижимается к крышке привода.

Ведущая и ведомая винтовые шестерни изготовлены из высокопрочного чугуна и азотированы для улучшения их износостойкости. Шестигранный валик изготовлен из легированной стали, подвергнут на концах углеродоазотированию для увеличения твердости и износостойкости. Валик привода 8 стальной, с местной закалкой опорных поверхностей токами высокой частоты.

• Масляный фильтр - на двигатель предприятием-изготовителем устанавливается масляный фильтр уменьшенного объема, который должен быть заменён при первой смене масла на один из следующих фильтров: 2101С1012005-НК-2, 2105С-1012005-НК-2 (ф.«Колан», Украина) или 406.1012005-02, 409.1012005 (ф.«Биг-фильтр», г.Санкт-Петербург).

При техническом обслуживании двигателя для замены используйте только вышеперечисленные фильтры. Данные фильтры обеспечивают высокое качество фильтрации масла, снабжены фильтрующим элементом перепускного клапана, который снижает вероятность попадания неочищенного масла в систему смазки при пуске холодного двигателя и предельном загрязнении основного фильтрующего элемента

Процесс фильтрования масла в данных фильтрах происходит следующим образом.

Масло через отверстия в крышке 7 подается под давлением в полость между наружной поверхностью основного фильтрующего элемента 5 и корпусом 2, проходит через фильтрующую штору элемента 5, очищается и попадает через центральное отверстие крышки 7 в центральную масляную магистраль.

При предельном загрязнении основного фильтрующего элемента или холодном пуске, когда масло очень густое и с трудом проходит через основной фильтрующий элемент, открывается перепускной клапан 4 и масло в двигатель проходит, очищаясь фильтрующим элементом 3 перепускного клапана. Противодренажный клапан 6 препятствует вытеканию масла из фильтра при стоянке автомобиля и последующему масляному голоданию при пуске.

• Термоклапан – предназначен для автоматического регулирования подачи масла в масляный радиатор в зависимости от температуры масла и его давления. На двигателе термоклапан установлен между блоком цилиндров и масляным фильтром.

В алюминиевом корпусе 3 термоклапана расположены предохранительный клапан, состоящий из шарика 4 и пружины 5, и перепускной клапан, состоящий из плунжера 1, управляемого термосиловым датчиком 2, и пружины 10. Клапаны закрыты резьбовыми пробками 7 и 8 с уплотнительными прокладками 6 и 9.

Шланг подачи масла в радиатор подсоединяется к штуцеру 11.

Масло под давлением подается от масляного насоса в полость термоклапана А. При давлении масла выше 0,7…0,9 кгс/см2 шариковый клапан открывается и масло поступает в канал Б корпуса термоклапана к плунжеру 1.

При достижении температуры масла 81 ± 2 °С поршень термосилового элемента 2, омываемого потоком горячего масла, преодолевая сопротивление пружины 10, начинает перемещать плунжер, открывая путь потоку масла из канала Б термоклапана к масляному радиатору.

Шариковый клапан предохраняет трущиеся детали двигателя от излишнего падения давления масла в системе смазки.

4. Система охлаждения - жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Система охлаждения двигателя состоит из рубашек охлаждения блока цилиндров 8 и головки цилиндров 1, водяного насоса 7, термостата 2 и сливного краника или пробки 10. Вентилятор системы охлаждения и шкив привода вентилятора установлены на опоре вентилятора 6, объединенной с передней крышкой головки цилиндров.

Циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается центробежным водяным насосом, приводимым от коленчатого вала. Насос подает жидкость в рубашку охлаждения блока цилиндров, откуда жидкость поступает в рубашку головки цилиндров и в термостат. Термостат автоматически регулирует подачу охлаждающей жидкости в радиатор в зависимости от её температуры.

Через штуцер 3 из корпуса термостата в расширительный бачок отводится воздух при заполнении системы и возникающий в системе охлаждения пар. Слив охлаждающей жидкости из двигателя осуществляется через пробку 10, расположенную на левой стороне блока цилиндров.

Оптимальный температурный режим охлаждающей жидкости с точки зрения минимума износов и расхода топлива лежит в пределах плюс 80...100 °С. Указанная температура поддерживается при помощи термостата, действующего автоматически.

Контроль температурного режима двигателя осуществляется по указателю температуры и сигнализатору перегрева (контрольная лампа), находящихся в составе комбинации приборов автомобиля.

Указатель температуры охлаждающей жидкости управляется сигналом, формируемым блоком управления на основании информации от датчика температуры 5, размещенного в корпусе термостата.

• Водяной насос – центробежного типа, установлен на крышке цепи. Подача охлаждающей жидкости насосом осуществляется в блок цилиндров. Герметичность насоса обеспечивается самоподжимным торцевым уплотнением 4, которое запрессовывается в корпус водяного насоса 5 и напрессовывается на валик подшипника 10.

Проникающая через уплотнение охлаждающая жидкость не попадает в подшипник, а стекает через отверстие в дренажную полость 7, закрытую заглушкой 9. Скапливающаяся в дренажной полости жидкость в процессе работы двигателя постепенно испаряется через отверстия 3 и 8. В эксплуатации необходимо, для предотвращения преждевременного выхода подшипника водяного насоса из строя, очищать отверстия 3 и 8 от загрязнения.

Наличие постоянной течи из контрольного отверстия 8 дренажной полости говорит о потере герметичности уплотнения и необходимости ремонта или замены водяного насоса.

Подшипник 10 удерживается от перемещения в корпусе водяного насоса фиксатором 2, который завернут до упора и закернен. Подшипник с двумя защитными уплотнениями заполнен смазкой на предприятии-изготовителе, в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется.

На валик подшипника напрессованы стальная штампованная крыльчатка 6 и ступица 1, к которой крепится тремя болтами пластмассовый шкив привода насоса.

• Привод водяного насоса и генератора производится поликлиновым ремнем 6PK 1275 от шкива коленчатого вала. Передаточное число привода водяного насоса – 1,15.

Натяжение ремня и демпфирование, возникающих в приводе колебаний, обеспечивается автоматическим механизмом натяжения. В процессе эксплуатации автоматический механизм натяжения не требует обслуживания и регулировки.

Привод вентилятора и насоса ГУР на двигателях без компрессора кондиционера производится от коленчатого вала дополнительным поликлиновым ремнем. Натяжение ремня осуществляется изменением положения насоса ГУР.

Привод вентилятора и насоса ГУР на двигателях с компрессором кондиционера производится совместно с приводом водяного насоса, генератора и компрессора кондиционера одним ремнём от коленчатого вала. Натяжение ремня осуществляется автоматическим механизмом натяжения. Компрессор кондиционера и генератор устанавливаются на чугунный кронштейн агрегатов, закреплённый на двигателе.

• Термостат – с твердым наполнителем, двухклапанный, с автоматическим дренажным клапаном. Термостат расположен в алюминиевом корпусе, установленном на выходном отверстии рубашки охлаждения головки цилиндров, и соединен шлангами с водяным насосом, радиатором и расширительным бачком.

Термостат автоматически поддерживает необходимую температуру охлаждающей жидкости в двигателе, отключая и включая циркуляцию жидкости по большому кругу через радиатор.

На холодном двигателе основной клапан 2 термостата закрыт и вся охлаждающая жидкость циркулирует через открытый перепускной клапан 4 термостата в водяной насос по малому кругу, минуя радиатор.

При прогреве двигателя и подъеме температуры охлаждающей жидкости до плюс 82 2 °С основной клапан термостата начинает открываться, а перепускной - закрываться. При этом часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать по большому кругу через радиатор охлаждения.

При температуре плюс 97 2 °С основной клапан открыт полностью на величину не мене 8,5 мм, перепускной клапан при этом закрыт и вся охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор по большому кругу.

Во фланце термостата выполнено отверстие с автоматическим дренажным клапаном 3. Отверстие служит для выхода воздуха при заправке системы охлаждения. При работе двигателя водяной насос создает давление жидкости, под действием которого шарик клапана поднимается и закрывает отверстие, препятствуя утечке жидкости в радиатор.

Герметичность соединения крышки термостата с корпусом обеспечивается резиновой прокладкой П-образного профиля, устанавливаемой на опорный фланец термостата.

Термостат в корпус должен быть установлен таким образом, чтобы выступ на стойке термостата зашел в паз корпуса, что обеспечивает наименьшее сопротивление потоку охлаждающей жидкости.

• Опора вентилятора – объединена с передней крышкой головки цилиндров. В передней крышке 1 головки цилиндров, отлитой из алюминиевого сплава, установлен на анаэробном герметике комбинированный специальный подшипник 2 с двухсторонним уплотнением, на валик которого напрессована ступица 3 крепления шкива вентилятора. Подшипник заполнен смазкой на заводеизготовителе и в процессе эксплуатации добавления смазки не требуется. Со стороны головки цилиндров подшипник закрыт крышкой 4, установленной на анаэробном герметике. Передний конец ступицы имеет левую резьбу для установки вязкостной муфты с вентилятором. Конструкция передней крышки головки цилиндров с опорой вентилятора неразборная, при выходе из строя подшипника следует заменить узел в сборе.

5. Система подачи топлива

Подача топлива осуществляется посредством распределенного впрыска топлива во впускные каналы головки цилиндров в зону впускных клапанов электромагнитными форсунками, работающими по сигналу микропроцессорного блока управления. Блок управления в зависимости от режима работы двигателя изменяет длительность открытия топливных форсунок.

С целью снижения топливных испарений, на двигателе применяется стальная топливная рампа с быстроразъемным соединением, в которой ветка слива топлива из рампы в топливный бак отсутствует. Поддержание постоянного давления топлива в магистрали для обеспечения гарантированной топливоподачи форсунками на всех режимах работы двигателя обеспечивается пневмомеханическим регулятором давления, который поддерживает давление топлива 380 10 кПа. Регулятор давления топлива вместе с датчиком уровня топлива входят в состав модуля погружного бензонасоса, размещенного в топливном баке.

ЗМЗ-40904.10

ЗМЗ-40905.10

• Топливная рампа с форсунками - стальная, прямоугольного сечения, бессливная. Топливная рампа с четырьмя форсунками закрепляется на впускной трубе двумя болтами.

Форсунки 4 удерживаются в рампе 2 с помощью специальных соединений («клипс»), не допускающих вращение форсунок. На переднем конце рампы расположен закрытый колпачком 1 с уплотнительным резиновым кольцом резьбовой штуцер, внутри которого находится ниппель. Штуцер служит для подсоединения манометра диагностирования системы питания.

К штуцеру 3 подсоединяется подводящий топливопровод с помощью специального быстросъемного соединения.

Посадка форсунок во впускной трубе уплотняется с помощью резиновых колец 5 круглого сечения. При установке рампы с форсунками уплотнительные резиновые кольца для облегчения установки необходимо смазывать чистым моторным маслом.

6. Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов

• Впускная система состоит из впускной трубы 1 и ресивера 3, отлитых из алюминиевого сплава. Геометрические параметры системы позволяют реализовать газодинамический наддув двигателя - улучшение наполнения цилиндров двигателя на режиме максимального крутящего момента.

Для увеличения жесткости конструкции и снижения вибраций ресивер крепится к головке цилиндров двумя угловыми кронштейнами 4.

Регулирование подачи воздуха в двигатель осуществляется дроссельным модулем 2 с электрическим приводом дроссельной заслонки и датчиком положения заслонки. Дроссельная заслонка управляется по сигналу от микропроцессорного блока управления системы управления двигателем. Положение дроссельной заслонки определяется положением педали акселератора и текущим режимом работы двигателя.

• Выпускной коллектор отлит из высокопрочного чугуна. Для улучшения очистки цилиндров двигателя от отработавших газов патрубки от 1 и 4, 2 и 3 цилиндров соединены между собой. Это уменьшает влияние работы одного цилиндра на другой и позволяет реализовать эффект настроенного выпуска отработавших газов.

К головке цилиндров выпускной коллектор 1 крепится через двухслойную стальную прокладку 2, обеспечивающую высокую надежность соединения.

Для крепления выпускного коллектора к головке цилиндров применяются специальные, изготовленные из жаростойкой легированной стали гайки, обеспечивающие надежность соединения и возможность последующей многократной разборки и сборки.

С целью более быстрого прогрева нейтрализатора отработавших газов, что необходимо для приведения его в рабочее состояние, выпускной коллектор закрыт стальным штампованным экраном 3.

7. Система вентиляции картера – закрытая, действующая за счет разрежения во впускной системе, создаваемого при работе двигателя.

Система оборудована клапаном разрежения. Система вентиляции с клапаном разрежения поддерживает разрежение в картере двигателя не более 40 мБар.

ЗМЗ-40904.10:

Патрубок крышки клапанов соединен с системой впуска воздуха. Под воздействием разрежения в системе впуска газы, прорвавшиеся при сгорании топлива в картер двигателя, поступают с масляным туманом в головку цилиндров и далее – в полость, образованную крышкой клапанов 8 и маслоотражателем 6.

Проходя через лабиринт, образованный перегородками маслоотражателя и крышки клапанов, масляные пары отделяются от картерных газов, и осушенные картерные газы поступают через клапан разрежения 5 в систему впуска воздуха и цилиндры двигателя.

Отделенное в маслоотделителе масло скапливается в ванночках маслоотражателя, откуда сливается по отверстиям патрубков 7 в головку цилиндров.

Отсос картерных газов из крышки клапанов при работе двигателя на режиме с закрытой дроссельной заслонкой (холостой ход) и при частичном ее открытии осуществляется через малую ветвь вентиляции (шланги 3, 4) в ресивер 1, на остальных режимах – главным образом по основной ветви вентиляции картера (шланг 4, трубка вентиляции 2) в систему впуска на участке между воздушным фильтром и дросселем.

ЗМЗ-40905.10:

Патрубок клапана разрежения соединен трубкой вентиляции 2 с ресивером 1. Трубка 9 обеспечивает приток воздуха из системы впуска в систему вентиляции картера, а также исключает доступ картерных газов в пространство перед дросселем.

Под действием разрежения в ресивере газы, прорвавшиеся при сгорании топлива в картер двигателя и смешенные с масляным туманом, поступают в головку цилиндров и далее в полость маслоотделителя. В процессе движения картерных газов через лабиринт, образованный перегородками маслоотражателя 5 и крышки клапанов 4, капли масла отделяются от газов. Отделённое масло через калиброванные отверстия 7 и сливные каналы головки и блока цилиндров стекают в картер двигателя. Очищенные от масла картерные газы через открытый клапан разрежения и отверстие 8 по трубке 2 поступают в ресивер и затем в камеру сгорания двигателя.

Возможны три режима работы системы вентиляции картера двигателей ЗМЗ-40905.10. Первый режим соответствует режиму холостого хода (дроссельная заслонка закрыта), второй – режим номинальной мощности (дроссельная заслонка полностью открыта), третий – частичное открытие дроссельной заслонки.

При закрытой дроссельной заслонке в ресивере создаётся высокое разрежение, под действием которого мембрана клапана разрежения 3 перекрывает проходное сечение и газы поступают в ресивер только через отверстие 5 (Ø 2 мм). Одновременно с этим открывается клапан 1, обеспечивая снижение разрежения в картере двигателя.

На этом режиме разрежение в ресивере минимальное и мембрана под действием пружины открывает проходное сечение. Газы в ресивер будут поступать через основное сечение клапана разрежения, а также через отверстие 5. Под действием более высокого разрежения перед дросселем клапан 1 закроется, чтобы предотвратить доступ картерных газов к дроссельной заслонке.

Это особенно необходимо при эксплуатации в зимний период. Перепад температур при определённом давлении картерных газов способствует выделению значительного количества конденсата паров воды. Наличие обратного клапана исключает осаждение капель конденсата на дроссельной заслонке, которое может привести к её обледенению и заклиниванию в открытом положении.

На режимах частичного открытия дроссельной заслонки положения мембраны клапана разрежения и обратного клапана в трубке вентиляции будут промежуточными между полностью открытым и закрытым состоянием.

8. Комплексная микропроцессорная система управления двигателем

Микропроцессорная система управления двигателем служит для:

- обеспечения оптимальной работы двигателя на всех режимах с учетом топливной экономичности, токсичности отработавших газов, пусковых и ездовых качеств автомобиля;

- автоматизированного контроля технического состояния двигателя и элементов системы управления, ответственных за выполнение норм по токсичности, а также проведения внешней диагностики в соответствии с требованиями EOBD (European On-board Diagnostics – европейская бортовая диагностика).

• Датчик температуры охлаждающей жидкости 40904.3828000 (0 280 130 093 ф.Bosch)

Датчик температуры охлаждающей жидкости – терморезистивный, NTCтипа, размещен в корпусе термостата. Предназначен для определения блоком управления температуры охлаждающей жидкости:

- для коррекции управления топливоподачей и угла опережения зажигания (УОЗ) в зависимости от температуры охлаждающей жидкости;

- для управления работой подогревателя датчиков кислорода с целью исключения возможности их повреждения из-за выпадения конденсата и обеспечения быстрого прогрева датчиков кислорода на холодном двигателе;

- для контроля технического состояния системы охлаждения (превышение предельно-допустимой температуры), в том числе для формирования сигнала управления на указатель температуры охлаждающей жидкости комбинации приборов автомобиля.

Рабочий диапазон температур - от минус 40 С до плюс 140 С. Относится к неремонтируемым изделиям.

• Датчик указателя давления масла 23.3829000 (устанавливается на часть двигателей)

Датчики представляет собой реостат, изменяющий свое сопротивление в зависимости от давления в системе смазки.

Если при включении зажигания и неработающем, холодном двигателе (при этом контрольная лампа аварийного давления масла должна гореть) стрелка указателя находится в конце шкалы или показывает давление больше 0 кгс/см2 , возможно произошел выход датчика из строя или произошло замыкание на массу в цепи от датчика до указателя. Для установления причины следует отсоединить провод от датчика. Если неисправен датчик и нет замыкания на массу, стрелка должна вернуться в начало шкалы.

Если стрелка указателя после запуска и при работе двигателя постоянно находится в начале шкалы (при этом контрольная лампа аварийного давления масла не горит), то, возможно, вышел датчик из строя или произошел обрыв в цепи от датчика до указателя. Для проверки следует отсоединить провод от датчика и замкнуть его на массу. Если неисправен датчик, стрелка должна переместится в правый конец шкалы.

• Датчик аварийного давления масла 6002.3829 (устанавливается на часть двигателей)

Датчики контактного типа. При снижении давления масла до величины срабатывания датчика происходит замыкание контактов внутри датчика и подача напряжения на контрольную лампу.

Лампа аварийного давления масла должна загораться каждый раз при включении зажигания и неработающем двигателе. Если лампа не загорается (при этом указатель давления должен показывать 0 кгс/см2 ), то возможно вышел из строя датчик или произошел обрыв в цепи от датчика до сигнализатора. Для проверки отсоединить провод от датчика и замкнуть на массу. Если цепь исправна и неисправен датчик, контрольная лампа на панели приборов должна загореться.

Постоянное горение лампы сигнализатора при работе двигателя (стрелка указателя давления или контрольный манометр показывают давление масла выше 1 кгс/см2 ) может быть следствием неисправности датчика и замыкания на массу в цепи от датчика до лампы сигнализатора. В данном случае следует отсоединить провод от датчика. Если нет замыкания на массу и неисправен датчик, контрольная лампа на панели приборов должна погаснуть.

Правильно работающий новый датчик должен срабатывать при давлении 0,4–0,8 кгс/см2 . При снижении давления срабатывания датчика ниже 0,32 кгс/см2 или повышении выше 0,96 кгс/см2 датчик подлежит замене.

Относится к неремонтируемым изделиям.

• Датчик абсолютного давления и температуры 40905.3829010 (0 261 230 217 ф.Bosch)

Датчик не устанавливается на двигатели ЗМЗ-40904.10.

Датчик абсолютного давления и температуры воздуха размещен на ресивере. Предназначен для измерения блоком управления абсолютного давления во впускном коллекторе двигателя и температуры всасываемого воздуха:

- для управления топливоподачей электромагнитных форсунок, формирования угла опережения зажигания и определения нагрузки двигателя;

- для температурной коррекции управления топливоподачей и УОЗ от температуры воздуха во впускной трубе на всех режимах работы двигателя.

Выходной сигнал датчика давления – аналоговый. Диапазон измеряемого давления от 10 кПа до 115 кПа. Рабочая температура от минус 40 С до плюс 130 С. Напряжение питания – стабилизированное, 5 В.

Рабочий диапазон измеряемых температур датчика температуры NTC-типа - от минус 40 С до плюс 130 С Относится к неремонтируемым изделиям

• Датчик фазы 40904.3847000-01* (0 232 103 097 ф.Bosch) или 40904.3847000* (0 232 103 048 ф.Bosch)

Датчик фазы не устанавливается на часть двигателей ЗМЗ-40905.10. В данном случае идентификация такта сжатия в первом цилиндре происходит блоком управления по специальному заложенному в него алгоритму.

Датчик фазы (положения распределительного вала), на эффекте Холла, размещение на головке цилиндров вблизи четвёртого цилиндра.

Предназначен для идентификации блоком управления такта сжатия в первом цилиндре двигателя.

Формирует сигнал при взаимодействии магнитного поля датчика с отметчиком, установленном на распределительном вале. Момент начала формирования сигнала датчиком фазы, при наличии совпадения сбега первого зуба диска 60-2 с осью датчика синхронизации, свидетельствует о начале такта сжатия в первом цилиндре.

Диапазон функционирования датчика: скорости вращения распределительного вала двигателя 10 3500 мин -1 , воздушный зазор между керном датчика и поверхностью отметчика – 0,1 1,9 мм. Относится к неремонтируемым изделиям.

• Датчик синхронизации 40904.3847010* (0 261 210 302) или 40904.3847010-03* (0 261 210 331) или 40904.3847010-01 пр-ва ОАО «Пегас»

Датчик синхронизации (положения коленчатого вала) двигателя, индукционного типа, размещение - на крышке цепи вблизи шкива коленчатого вала. Предназначен для определения блоком управления углового положения, частоты вращения и ускорения коленчатого вала двигателя и общей синхронизации системы с рабочим процессом двигателя.

Формирует электрический сигнал при взаимодействии магнитного поля датчика с зубчатым диском (60-2 зуба) шкива коленчатого вала согласованной с разработчиком СУД конструкции. Взаимная ориентация зубчатого диска и датчика: момент прохождения осью датчика сбега двадцатого зуба диска соответствует нахождению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке. Отсчет номера зуба – от пропуска в направлении, противоположном вращению коленчатого вала двигателя.

Диапазон функционирования датчика: скорости вращения диска 20 7000 мин -1, воздушный зазор между керном датчика и поверхностью зуба диска – 0,3 1,5 мм.

Относится к неремонтируемым изделиям.

• Датчик детонации 40904.3855000 (0 261 231 176 ф.Bosch)

Предназначен для коррекции угла опережения зажигания при детонационном сгорании топлива.

Относится к неремонтируемым изделиям.

• Форсунки электромагнитные в составе топливной рампы с быстросъемными соединителями топливопроводов, размещенных на впускной трубе двигателя, в количестве 4-х штук. Предназначены для последовательного или попарнопараллельного фазированного впрыска топлива во впускные каналы головки цилиндров.

Относятся к неремонтируемым изделиям.

На двигателях ЗМЗ-40904.10 применяются форсунки электромагнитные 406.1132010* (0 280 158 107 ф.Bosch) с однопоточным распыливанием топлива, статической производительностью (150 6) г/мин, динамической (4,75 ± 0,24) мг/цикл при напряжении питания (14,0 ± 0,02) В, длительности управляющего импульса 2,5 мс, периоде следования импульсов 10 мс и перепаде давления в 300 кПа.

На двигателях ЗМЗ-40905.10 применяются форсунки электромагнитные 40904.1132010* (EV14ЕL 0 280 158 237 ф.Bosch) с двухпоточным распыливанием топлива, статической производительностью (172 6) г/мин, динамической (5,0 ± 0,24) мг/цикл при напряжении питания (14,0 ± 0,02) В, длительности управляющего импульса 2,5 мс, периоде следования импульсов 10 мс и перепаде давления в 300 кПа.

• Катушки зажигания типа 40904.3705000* (0 221 504 027 ф.Bosch), 40904.3705000-01* (075 4075 0000 00 ф.Beru) и 407.3705000 производства ЗАО «СОАТЭ»

Катушки зажигания индивидуальные, трансформаторного типа, размещение на крышке клапанов, в количестве четырех штук.

Предназначены для формирования энергии высокого напряжения на свечи зажигания.

Относятся к неремонтируемым изделиям.

• Дроссельный модуль с электроприводом дроссельной заслонки и с датчиком углового положения дроссельной заслонки 40904.1148090* (DV-E-5, 0 280 750 151 ф.Bosch).

Привод заслонки осуществляется электродвигателем постоянного тока. Дроссельный модуль размещение на ресивере двигателя.

Предназначен для регулирования положения дроссельной заслонки электронным способом от блока управления.

• Свечи зажигания АУ14ДВРМ ГОСТ Р 53842, DR17YC-F ф.Brisk или аналогичные - малогабаритного исполнения, с помехоподавительным резистором, четыре, ввернуты в головку цилиндров по центру камер сгорания. Зазор между электродами свечей зажигания 0,70…0,85 мм.
• Топливная рампа (топливопровод распределительный) с электромагнитными форсунками в сборе. Размещена на впускной трубе. Рампа тупиковая (бессливная), со штуцером под быстросъемное соединение. Предназначена для подачи топлива в цилиндры двигателя.

Относится к неремонтируемым изделиям.

• Датчики кислорода (лямбда-зонды), два, циркониевые, с управляемым электроподогревом. Основной лямбда-зонд, размещен до нейтрализатора, на приемной трубе выхлопной системы автомобиля. Предназначен для определения блоком управления состава смеси до нейтрализатора (на выпуске двигателя). Дополнительный лямбда-зонд, размещен в корпусе нейтрализатора, на его выходе. Предназначен для определения блоком управления состава смеси после нейтрализатора. Цепи подогрева датчиков кислорода управляются непосредственно от блока управления.
• Модуль педали газа размещается в салоне автомобиля. Предназначен для задания водителем нагрузки двигателя. В механизм педали встроен датчик положения педали, потенциометрический, двухканальный. Предназначен для определения блоком управления положения педали акселератора.
• Адсорбер паров бензина с клапаном продувки, электромагнитным, размещение в подкапотном пространстве автомобиля. Предназначен для улавливания топливных паров из бензобака и их аккумулирования в адсорбере. По команде от блока управления, клапан коммутирует магистраль, соединяющую адсорбер и впускную трубу двигателя (подвод – через штуцер, за дроссельный модуль). Клапан предназначен для продувки (регенерации) адсорбера.
• Модуль погружного бензонасоса с электроприводом, регулятором давления топлива (380+-10 кПа), фильтром грубой очистки и датчиком уровня топлива, размещение в бензобаке автомобиля. Предназначен для поддержания постоянного давления топлива в магистрали.
• Блок управления микропроцессорный. Размещён в подкапотном пространстве автомобиля. Исполнение блока управления может меняться, в зависимости от комплектации автомобиля.
• Жгут проводов системы управления.