После относительной модернизации
бензинового двигателя он остался неизменным до сих пор.
И, по большому счету, двигатель 21-й «Волги» и суперсовременной «Шкоды» не
отличаются в общей архитектуре своего устройства. Разве что на «Волге» он стоит продольно, а на «Шкоде» - поперечно.
Конструктивно бензиновый двигатель состоит из двух частей, разделенных
горизонтально.
Нижняя, более тяжелая часть, называется картером. В ней расположен коленвал,
который связан через сцепление с первичным валом коробки передач, дающей
движение автомобилю.
Верхняя, более легкая часть, именуется головкой блока цилиндров (ГБЦ согласно
автомобильной аббревиатуре).
Головка блока цилиндров представляет себе массивный элемент, в котором
расположены цилиндры, дающие автомобилю движение.
Как они его дают? В каждом цилиндре двигается поршень, который при рабочем ходе
передает крутильное усилие коленвалу.
Поршни и коленвал соединены шатунами, которые сверху прикрепляются к особой
детали поршня – поршневому пальцу – вкладышами, представляющими собой две
детали с полукруглыми отверстиями, стянутые болтами. Нижняя часть поршня точно
так же соединена с выступами коленвала.
Поскольку частота вращения коленвала, даже обычного автомобиля достигает 5-6 тысяч оборотов в минуту, в соединениях шатунов возникает чудовищное трение, которое компенсируется работой маслонасоса, поливающего маслом и коленвал и шатуны.
Для любого автомобиля степень компрессии – то есть герметичности между поршнем и цилиндром – является важнейшим фактором. Поэтому обычно каждый поршень имеет три канавки, куда при монтаже вставляются 3 кольца: два компрессионных, обеспечивающих невозможность прорыва рабочих газов в картер, и одно маслосъемное. Последнее кольцо счищает масло с цилиндра, чтобы он не попало в камеру сгорания и автомобиль бы не дымил, как паровоз.
В верхней части цилиндра находится камера сгорания, где работают свеча и
клапаны: впускной и выпускной. В последнее время для большей эффективности
работы двигателя используются 4-клапанные системы: два впускных и 2 выпускных.
Работа клапанов – это важнейший фактор работы самого двигателя. Вся система
клапанов называется газораспределительной системой (ГРМ). Их ход вверх-вниз обеспечивается кулачковой системной клапанных валов, которая
приводится в действие от одной из выходных осей коленвала.
В маломощных (обычно до 200 л.с.) двигателях система ГРМ управляется зубчатым ремнем, который находится снаружи двигателя, легко проверяется и так же легко
заменяется.
В современных автомобилях параметры камеры сгорания строятся так, что не происходит ее повреждения и выхода из строя клапанов даже в случае обрыва ремня. Впрочем, в ременных двигателях это происходит редко.
Двигатели большей мощности имеют привод ГРМ при помощи цепи, которая находится
внутри двигателя и омывается маслом.
Но не стоит считать, что металлическая цепь намного надежнее ремня. Порвать ее
и прийти к весьма дорогостоящему ремонту двигателя очень просто. Надо
разогнаться на трассе километров до 200, а потом, не снимая ноги с акселератора,
выключить сцепление. Работающий на бешеных оборотах двигатель получает полную
свободу и мгновенно разгоняется до красной зоны тахометра. Система управления
клапанами не успевает справиться с возросшими оборотами. Клапана ударяются в
цилиндры, на цепь поступает дополнительная нагрузка, и она не выдерживает.
Что касается ГБЦ, то, несмотря на возвратно-поступательное движение цилиндров, боковое качание шатунов со временем приводит в эллипсоидальной расточке цилиндра. Что требует ремонта, поскольку при этом резко теряется компрессия.
Все двигатели делятся на гильзуемые – в которых рабочее пространство цилиндра образуется вставленной в ГБЦ гильзой. Ремонт такого двигателя достаточно прост.
У негильзуемого двигателя устранение эллипсоидальности сечения цилиндра требует
специальной операции выравнивания – хонингования и оснащения цилиндров другим
комплектом колец.