Головка фиксируется на блоке цилиндров двумя установочными втулками и одиннадцатью болтами. Для обеспечения плотного прилегания головки к блоку и равномерного обжатия прокладки между ними затяжку болтов производить в определенной последовательности.

Гайки крепления корпуса подшипников распределительного вала затягиваются в последовательности, приведенной также на рис. 1.

Рис. 1. Порядок затяжки болтов крепления головки цилиндров (а) и гаек крепления корпуса подшипников распределительного вала (б)

Рис. 2. Фазы газораспределения

Болты крепления головки блока цилиндров затягивают в два приема: вначале болты 1—10 моментом 34…42 Н-м (3,4…4,2 кгс-м), а затем подтягивают моментом 98…121 Н-м (9,8…12,1 кгс-м), после чего болт 11 моментом 32… 40 Н-м (3,2…4,0 кгс-м).

Механизм газораспределения служит для регулирования процесса впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска отработавших газов.

Максимально возможная мощность двигателя достигается при условии наиболее полного наполнения цилиндров горючей смесью и наиболее полной очистки цилиндров от отработавших газов. Это обеспечивается оптимальным выбором моментов открытия и закрытия клапанов, характеризующихся фазами газораспределения. Вследствие часто повторяющихся тактов впуска во впускной трубе создается инерционный напор горючей смеси, который выгодно использовать для наполнения цилиндров. Поэтому начало открытия впускного клапана происходит за 12° (по углу поворота коленчатого вала) до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ), а его закрытие через 40° после прохождения поршнем нижней мертвой точки (НМТ) на такте сжатия. Таким образом, опережением открытия и запаздыванием закрытия впускного клапана обеспечивается увеличение продолжительности впуска горючей смеси в цилиндр, которая составляет 232°. по углу поворота коленчатого вала.

Выпускной клапан открывается за 42° до прихода поршня в НМТ для выпуска части отработавших газов, когда давление в цилиндре выше атмосферного. Этим уменьшается работа, необходимая для удаления отработавших газов из цилиндра в процессе такта выпуска. Закрывается клапан через 10° после прохождения поршнем ВМТ, при этом используется отсасывающее действие потока газов в выпускном коллекторе. Таким образом, общая продолжительность выпуска отработавших газов составляет 232° по углу поворота коленчатого вала.

Из диаграммы фаз газораспределения видно, что в начале впуска и в конце выпуска оба клапана оказываются открытыми одновременно. Такой период называется перекрытием клапанов, оценивается в градусах поворота коленчатого вала и составляет 22°. В этот период происходит продувка цилиндров.

К механизму газораспределения относятся: распределительный вал, корпус подшипников, привод распределительного вала, впускные и выпускные клапаны с пружинами и деталями их крепления, рычаги привода клапанов с пружинами, регулировочными болтами и втулками.

Распределительный вал литой чугунный; имеет пять опор и восемь кулачков. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков азотируются. Вал установлен в корпусе подшипников, изготовленном из алюминиевого сплава, который укреплен на головке блока цилиндров десятью шпильками. От осевых перемещений распределительный вал удерживается в корпусе упорным фланцем, который входит в проточку на передней шейке вала и крепится к корпусу подшипников двумя шпильками. На переднем торце вала установлена ведомая звездочка привода, которая фиксируется установочным штифтом и крепится болтом со стопорной шайбой.

Привод распределительного вала осуществляется двухрядной роликовой цепью, имеющей звеньев, от ведущей звездочки, расположенной на коленчатом валу. Этой же цепью приводится звездочка вала привода масляного насоса, распределителя зажигания и топливного насоса. Натяжение цепи осуществляется натяжителем и башмаком с накладкой. Для снижения вибрации цепи при работе на участке между звездочками распределительного вала и дополнительного вала установлен успокоитель цепи.

Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с положением поршней в цилиндрах, на звездочках коленчатого и распределительного валов имеются специальные метки, которые при установке привода должны совпадать с соответствующими метками на блоке цилиндров и крышке подшипников распределительного вала.

Впускной и выпускной клапаны отличаются размерами тарелок и изготавливаются из разных материалов.

Впускной клапан изготавливается из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан работает в более тяжелых условиях (высоких температурах и агрессивной среде выпускных газов). Он сделан сварным из двух частей. Стержень клапана изготавливается из хромоникельмарганцовистой стали. Дополнительно для уменьшения износа рабочей фаски тарелки клапана на нее наплавляется специальный жаростойкий сплав. Стержни обоих клапанов азотируются, а торцы стержней, на которые опираются рычаги, закаливаются токами высокой частоты.

Рис. 3. Механизм газораспределения:
1 — звездочка вала привода масляного насоса и распределителя зажигания; 2—шайба стопорная; 3—болт крепления звездочки; 4—палеи ограничительный; 5—звездочка коленчатого вала; 6 — коленчатый вал; 7 — болт крепления башмака; 8 — плунжер натяжителя; 9 — корпус натяжителя; 10—гайка фиксирующая; 11— блок цилиндров; 12—башмак натяжителя в сборе; 13 — цепь привода; 14 — установочный штифт; 15 — звездочка распределительного вала; 16 — успокоитель цепи; 17—головка цилиндров; 18—шайба; 19—болт; 20 – фланец упорный; 21 — распределительный вал; 22 — шайба; 23 — гайка; 24 — шпилька; 25 — установочный выступ; 26 — тарелка пружины клапана; 27—втулка направляющая выпускного клапана; 28—кольцо стопорное; 29—клапан выпускной; 30—клапан впускной; 31—пластина стопорная; 32—кулачок впускного клапана; 33 — кулачок выпускного клапана; 34 — рычаг клапана; 35 — регулировочный болт клапана; 36—контргайка регулировочного болта; 37—пружина рычага; 38 — втулка регулировочного болта; 39 — шайба опорная внутренней пружины; 40 — шайба опорная наружной пружины; 41 — колпачок маслоотражательный; 42 — пружина клапана внутренняя; 43 — пружина маслоогража-гельного колпачка; 44 — пружина клапана наружная; 45 — сухарь клапана; 46 – седло впускного клапана; 47 — седло выпускного клапана; 48—прокладка крышки; 49 крышка головки

Рис. 4. Положение установочных меток на блоке цилиндров и звездочке коленчатого вала, на корпусе подшипников и звездочке распределительного вала (указаны стрелками)

Каждый клапан работает в направляющей втулке и удерживается двумя цилиндрическими пружинами, опирающимися на две опорные шайбы. Верхняя тарелка пружин запирается на стержне клапана двумя сухарями, имеющими в рабочем положении форму усеченного конуса.

На направляющие втулки клапанов сверху надеваются маслоотражательные колпачки с пружинным кольцом, которые предотвращают проникновение масла в камеры сгорания через зазоры между стержнями клапанов и втулками. Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала через стальные рычаги. Рычаги одним концом опираются на сферические головки регулировочных болтов и прижимаются к ним пружинами, а другим, имеющим специальную канавку для удержания рычага на клапане, — на торец клапана. Регулировочные болты ввертываются во втулки и стопорятся контргайками втулки, в свою очередь, ввертываются в головку цилиндров.

В механизме газораспределения весьма важным является сохранение при эксплуатации автомобиля рекомендуемых зазоров между затылком кулачка распределительного вала и рычагом клапана. Этот зазор необходим для обеспечения полного прикрытия клапана как на холодном двигателе, так и на горячем. Если зазор слишком большой, то при работе двигателя отмечается характерный звонкий равномерный стук, частота которого увеличивается по мере повышения частоты вращения коленчатого вала. Если зазор слишком мал или отсутствует, то это свидетельствует о наличии износа седел и рабочих фасок клапанов: наблюдается уменьшение мощности двигателя, неустойчивая его работа на режимах холостого хода, затрудненный пуск холодного двигателя, особенно при отрицательных температурах. Неполное прикрытие приводит к обгоранию фасок клапанов. В разд. «Техническое обслуживание автомобиля» указана периодичность проверки и регулировки тепловых зазоров клапанов.

Регулировку зазоров выполнять на холодном двигателе при температуре охлаждающей жидкости 15…25 °С и предварительно отрегулированном натяжении цепи механизма газораспределения.

Для регулировки натяжения цепи необходимо ослабить колпачковую гайку натяжителя. Затем провернуть коленчатый вал на 0,5…1 оборот, чтобы выбрать все зазоры в приводе. При этом пружины натяжителя автоматически установят требуемое натяжение цепи. После этого колпачковую гайку затянуть, и плунжер натяжителя будет прижиматься к башмаку усилием малой пружины.

Регулировку зазора между рычагами и кулачками распределительного вала выполнять в такой последовательности:

повернуть коленчатый вал по часовой стрелке до совпадения метки на звездочке распределительного вала с меткой на корпусе подшипников. При таком положении в 4-м цилиндре будет конец такта сжатия и следует регулировать зазор у выпускного клапана 4-го цилиндра (8-й кулачок) и впускного клапана 3-го цилиндра (6-й кулачок); придерживая гаечным ключом регулировочный болт 35 (см. рис. 16) рычага, другим ключом ослабить контргайку 36, плоским щупом толщиной 0,15 мм проверить зазор между рычагом и кулачком распределительного вала. Заворачивая или отворачивая регулировочный болт, добиться, чтобы при затянутой контргайке щуп входил в зазор с некоторым защемлением.

Рис. 5. Натяжитель цепи:
1 — гайка фиксирующая; 2—корпус натяжителя; 3 — стержень регулировочный; 4 — кольцо стопорное; 5 — пружина плунжера; 6 — шайба опорная; 7 — плунжер натяжителя; 8 — пружина натяжителя; 9 — сухарь

Затем, последовательно проворачивая коленчатый вал на 180°, отрегулировать зазоры у впускного клапана 4-го и выпускного клапана 2-го цилиндров, затем у впускного клапана 2-го и выпускного клапана 1-го цилиндров, далее у впускного клапана 3-го цилиндра. После регулировки зазор должен быть в пределах 0,14…0,17 мм.

Основные неисправности головки цилиндров и механизма газораспределения.

Негерметична рубашка охлаждения головки цилиндров. При этом наблюдается попадание масла в охлаждающую жидкость или, наоборот, охлаждающей жидкости в масло.

Если блок цилиндров проверен и исправен, проверить герметичность головки цилиндров. Эта операция достаточно трудоемка и лучше всего может быть выполнена на станциях технического обслуживания автомобилей, так как связана с выявлением возможных трещин, рыхлот и раковин в отливке.

Для проверки герметичности головку цилиндров снять с двигателя, заглушить все отверстия в охлаждающей рубашке путем установки пластин с прокладками и подвести через выпускной патрубок рубашки охлаждения сжатый воздух. Головку цилиндров погрузить в ванну с водой, нагретой до 60…80 °С, и прогреть головку в течение 5 мин. Затем внутрь головки подать сжатый воздух при давлении 1,5…2 кгс/см2. В течение 1,5…2 мин не должно наблюдаться травление воздуха (появление пузырьков). Неисправная головка не ремонтируется и подлежит замене.

Стук клапанов. Прослушивается на малых оборотах холостого хода в области головки цилиндров отчетливый звонкий стук с частотой, меньшей чем любой другой стук в двигателе, так как распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Не следует опасаться некоторого повышения стука клапанов в процессе прогрева двигателя на холостом ходу. Это бывает из-за некоторого увеличения зазоров ввиду существенной разницы в коэффициентах линейного расширения материалов головки цилиндров и деталей механизма газораспределения.

Причины неисправности и способы ее устранения:
— увеличенные зазоры между кулачками распределительного вала и рычагами. Проверить и отрегулировать зазоры;
— износ кулачков распределительного вала. Заменить вал; износ направляющей втулки клапана и стержня клапана. Заменить изношенные детали;
— поломка пружин клапана. Заменить пружины. Отсутствие герметичности клапанов. Сопровождается понижением компрессии в цилиндрах. Причины неисправности и способы ее устранения: отсутствие зазора или недостаточный зазор между кулачками распределительного вала и рычагами клапанов. Проверить и отрегулировать зазоры;
— плохое прилегание клапанов к седлам. Эта неисправность может быть выявлена только при снятии головки цилиндров и проверке герметичности клапанов керосином. Керосин заливают во впускные и выпускные каналы головки. При выдержке в течение 3 мин не должно наблюдаться проникновения керосина через клапаны. Если клапаны негерметичны, необходимо их притереть к седлам. При значительном выкрашивании металла на фасках седла или клапана или больших раковинах и коррозии детали заменить.

Операция по восстановлению герметичности клапанов требует определенных навыков и специальных приспособлений. Поэтому при наличии такой неисправности лучше всего обратиться на станцию технического обслуживания автомобилей.

Чрезмерный шум цепи привода распределительного вала хорошо прослушивается при малой частоте вращения коленчатого вала и носит «шуршащий» характер.

Причины неисправности и способы ее устранения:
— ослабление натяжения цепи вследствие ее износа. Отрегулировать натяжение;
— поломка башмака натяжителя цепи или успокоителя. Заменить поврежденные детали;
— заедание штока плунжера натяжителя цепи. Проверить и устранить заедание.

—

Головка цилиндров представляет собой отливку из алюминиевого сплава, образующу полусферические камеры сгорания с впускными и выпускными каналами, подшипники распределительного вала, стойки осей коромысел, рубашку системы охлаждения, бобышки, фланцы и отверстия для крепления впускной трубы и выпускного коллектора, деталей механизма газораспределения и системы охлаждения, свечей зажигания и крышки головки цилиндров. Клапаны расположены в два ряда под углом 52° между ними. В головку цилиндров запрессовываются металлокерамические направляющие втулки клапанов. В камерах сгорания запрессовываются седла впускных и выпускных клапанов, изготовленные из специального чугуна.

Между головкой цилиндров и блоком цилиндров устанавливается прокладка, изготовленная из асбеста, армированного металлическим каркасом, и пропитанная графитом. Кромки отверстий под цилиндры окантованы мягкой сталью.

Головка цилиндров крепится к блоду цилиндров десятью шпильками. Затяжка гаек производится в определенной последовательности крутящим моментом 88…98 Н-м (9…10 кгс-м).

Механизм газораспределения. К нему относятся распределительный вал, впускные и выпускные клапаны с направляющими втулками и седлами, пружины клапанов 45 и 48 с. деталями их крепления, коромысла и их оси с деталями крепления и привод газораспределения.

Распределительный вал литой чугунный; имеет три опоры, восемь кулачков и эксцентрик привода топливного насоса. При отливке кулачки вала отбеливаются, причем твердость по профилю неодинакова. Наиболее высокая твердость на вершине кулачка. Работая в паре с чугунными отбеленными пятами коромысел распределительный вал обеспечивает надежную работу двигателя в процессе эксплуатации. Ремонт распределительного вала путем шлифования шеек и кулачков не допускается, при необходимости вал должен заменяться на новый.

Рис. 6. Головка цилиндров и механизм газораспределения

Рис. 7. Порядок затягивания гаек шпилек крепления головки блока цилиндров к блоку

Рис. 8. Фазы газораспределения

От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным фланцем, который входит в специальную проточку на передней шейке вала и крепится двумя болтами к головке цилиндров. На фланец вала установлена ведомая звездочка цепного привода, которая фиксируется установочным штифтом и крепится четырьмя болтами и двумя стопорными пластинами.

Привод распределительного вала осуществляется двухрядной втулочной цепью от ведущей звездочки на коленчатом валу. Постоянное натяжение цепи выполняется натяжным устройством. Для снижения вибрации при работе на ведущей ветви цепи установлен успокоитель, изготовленный из полиамиднои смолы, который крепится на двух осях и фиксируется шплинтами.

Рис. 9. Установочные метки на шкиве коленчатого вала:
1 — установочный прилив-указатель на нижней крышке распределительных звездочек; 2—метка для установки начального момента зажигания; 3 — метка, соответствующая положению первого цилиндра в верхней мертвой точке

Для взаимной ориентации коленчатого и распределительного валов на шкиве коленчатого вала имеются установочные риски и на нижней крышке распределительных звездочек — установочный штифт, а на фланце распределительного вала риска и прилив на передней опоре.

Впускной и выпускной клапаны отличаются размерами тарелок и изготовлены из разных марок стали. Впускной клапан изготовлен из хромистой стали, а выпускной — из хромоникельмарганцовистой стали с металло-керамической наплавкой на рабочей фазе.

Каждый клапан работает в металлокерамической втулке, запрессованной в головку цилиндров, и удерживается двумя

Рис. 9. Установочные метки на фланце распределительного вала и головке блока цилиндров

Клапаны приводятся в действие чугунными взаимозаменяемыми коромыслами, установленными на осях. Один конец коромысла представляет собой опорную отбеленную пяту, контактирующую с кулачком распределительного вала, другой конец имеет регулировочный болт с контргайкой, который через наконечник действует на клапан. Передаточное число коромысла 1,25:1. Коромысла фиксируются на осях втулками, шайбами и пружинами.

Регулировку тепловых зазоров между наконечниками регулировочных болтов коромысел и стержнями клапанов следует выполнять только на холодном двигателе при температуре жидкости в системе охлаждения 15…25 °С; зазор должен быть 0,15 мм. Перед началом регулировки установить коленчатый вал в положение, при котором поршень первого цилиндра находится в верхней мертвой точке на такте сжатия, когда оба клапана закрыты. Для этого необходимо совместить метку на шкиве коленчатого вала с острием штифта. В таком положении следует регулировать с помощью плоского щупа и специального ключа зазоры клапанов только первого цилиндра. По окончании затяжки контргайки необходимо щупом проверить качество выполнения операции, при необходимости повторить регулировку. По окончании регулировки, последовательно проворачивая коленчатый вал на 180°, регулировать зазоры в третьем, четвертом и втором цилиндрах.

Устройство натяжения цепи привода распределительного вала расположено в верхней крышке распределительных звездочек и состоит из плунжера, прижимной пластины со стопорным болтом, пружины и пробки-заглушки с шайбой. Звездочка натяжного устройства устанавливается на оси рычага, а сам рычаг проворачивается на оси, запрессованной в головку цилиндров. Рычаг и звездочка фиксируются на осях пружинными разрезными кольцами с шайбами. В рабочем положении плунжер неподвижен, он зажимается в направляющем отверстии прижимной пластиной и стопорным болтом. В торец плунжера упирается одно плечо рычага, а другое плечо со звездочкой прижимает и натягивает свободную ветвь цепи. Регулировка натяжного устройства состоит в том, чтобы компенсировать перемещением звездочки вытягивание цепи. Для этого освободить стопорный болт на 1/2…3/4 оборота, пружина выдвинет плунжер и прижмет рычаг со звездочкой к цепи, увеличивая ее натяжение. Затем провернуть коленчатый вал по часовой стрелке на 1…2 оборота для выбора возможных зазоров в ведущей ветви цепи и затянуть стопорный болт пластины плунжера.

Уход в эксплуатации, основные неисправности головки цилиндров и механизма газораспределения, а также способы их устранения изложены в соответствующем разделе по двигателю 2106-70 и справедливы для двигателя 331.10.