Особенности конструкции двигателя К4М

Двигатель К4М бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, шестнадцатиклапанный, с верхним расположением двух распределительных валов. Порядок работы цилиндров: 1—3—4—2, отсчет — от маховика.

Система питания — распределенный впрыск топлива (нормы токсичности Евро 4).

Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат — единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах.

Правая опора крепится к верхней крышке привода газораспределительного механизма, а левая и задняя — к картеру коробки передач.

Спереди на двигателе (по направлению движения автомобиля рисунок 1) расположены: впускной трубопровод; масляный фильтр; указатель уровня масла; датчик сигнализатора недостаточного давления масла; топливная рампа с форсунками; датчик детонации; подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; генератор; насос гидроусилителя руля; компрессор кондиционера.

Сзади (рисунок 2) на двигателе расположены:

— корпус воздушного фильтра с регулятором холостого хода;

— выпускной коллектор с управляющим датчиком концентрации кислорода;

Справа (рисунок 3) — насос охлаждающей жидкости; привод газораспределительного механизма и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем); привод вспомогательных агрегатов (поликлиновым ремнем).

Слева (рисунок 4) расположены: маховик; датчик положения коленчатого вала; термостат; корпус термостата с датчиком температуры охлаждающей жидкости.

Сверху — катушки и свечи зажигания; маслозаливная горловина; ресивер с датчиками абсолютного давления и температуры воздуха на впуске, дроссельный узел с датчиком положения дроссельной заслонки.

Блок цилиндров двигателя отлит из чугуна, цилиндры расточены непосредственно в блоке.

В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами.

Отверстия в блоке цилиндров под подшипники обрабатываются при установленных крышках, поэтому крышки не взаимозаменяемы и для отличия промаркированы на наружной поверхности (счет крышек ведется со стороны маховика).

На торцевых поверхностях средней опоры выполнены гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала.

Для охлаждения поршней во время работы двигателя их днища омываются снизу моторным маслом через специальные форсунки, запрессованные в блок цилиндров в зоне второй и четвертой опор (по обе стороны от опор) коренных подшипников.

Коленчатый вал с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала стальные, тонкостенные с антифрикционным покрытием, нанесенным на рабочие поверхности вкладышей.

Вал снабжен четырьмя противовесами, выполненными заодно с валом.

Для подачи масла от коренных шеек к шатунным, в шейках и щеках вала выполнены каналы.

На переднем конце (носке) коленчатою вала установлены: звездочка привода масляного насоса, зубчатый шкив привода газораспределительного механизма (ГРМ) и шкив привода вспомогательных агрегатов.

Зубчатый шкив фиксируется на валу выступом, который входит в паз на носке коленчатого вала.

Аналогично фиксируется на валу и шкив привода вспомогательных агрегатов.

Уплотняется коленчатый вал двумя сальниками, один из которых (со стороны привода ГРМ) запрессован в крышку блока цилиндров, а другой (со стороны маховика) — в гнездо, образованное поверхностями блока цилиндров и крышки коренного подшипника.

К фланцу коленчатого вала семью болтами прикреплен маховик. Он отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной венец для пуска двигателя стартером.

Кроме того, на маховике нарезан зубчатый венец для датчика положения коленчатого вала.

Шатуны — кованные стальные, двутаврового сечения, обрабатываются вместе с крышками.

Крышки крепятся к шатунам специальными болтами с гайками.

Своими нижними (кривошипными) головками шатуны соединены через вкладыши с шатунными шейками коленчатого вала, а верхними головками — через поршневые пальцы с поршнями.

Поршневые пальцы — стальные, трубчатого сечения.

Палец, запрессованный в верхнюю головку шатуна, свободно вращается в бобышках поршня.

Поршни выполнены из алюминиевого сплава. Юбка поршня имеет сложную форму; в продольном сечении бочкообразная, а в поперечном — овальная.

В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Два верхних поршневых кольца компрессионные, а нижнее — маслосъемное.

Головка блока цилиндров (рисунок 5) отлита из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров.

Головка блока цилиндров центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами.

Между блоком и головкой устанавливается безусадочная металлическая прокладка. На противоположных сторонах головки блока цилиндров расположены окна впускных и выпускных каналов.

Свечи зажигания установлены по центру каждой камеры сгорания. Клапаны стальные, в головке блока цилиндров расположены в два ряда, V-образно, по два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр.

Тарелка впускного клапана больше, чем выпускного.

Седла и направляющие втулки клапанов запрессованы в головку блока цилиндров.

Сверху на направляющие втулки клапанов надеты маслоотражательные колпачки.

Клапан закрывается под действием пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним — на тарелку, которая удерживается двумя сухарями.

Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а изнутри снабжены упорными буртиками, входящими в проточку на стержне клапана.

В верхней части головки блока цилиндров установлены два распределительных вала.

Один вал приводит впускные клапаны газораспределительного механизма, а другой — выпускные. На каждом валу выполнены восемь кулачков — соседняя пара кулачков одновременно управляет клапанами (впускными или выпускными) каждого цилиндра.

Особенностью конструкции распределительного вала является то, что кулачки напрессованы на трубчатый вал.

Опоры (постели) распределительных валов (по шесть опор для каждого вала) разъемные — расположены в головке блока цилиндров и в крышке головки блока.

Привод распределительных валов — зубчатым ремнем от шкива коленчатого вала.

На каждом распределительном валу со стороны зубчатого шкива выполнен упорный фланец, который при сборке входит в проточку головки блока цилиндров, препятствуя тем самым осевому перемещению вала.

Шкив распределительного вала фиксируется на валу не с помощью тугой посадки, шпонки или штифта, а — только за счет сил трения, возникающих на торцевых поверхностях шкива и вала при затяжке гайки крепления шкива.

Уплотняется носок распределительного вала сальником, надетым на шейку вала и запрессованным в гнездо, образованное поверхностями головки блока цилиндров и крышки головки блока.

Клапаны приводятся от кулачков распределительного вала через рычаги клапанов.

Для увеличения срока службы распределительного вала и рычагов клапанов кулачок вала воздействует на рычаг через ролик, вращающийся на оси рычага.

Гидроопоры рычагов клапанов установлены в гнездах головки блока цилиндров.

Масло внутрь гидроопоры поступает из магистрали в головке блока цилиндров через отверстие в корпусе гидроопоры.

Гидроопора автоматически обеспечивает беззазорный контакт кулачка распределительного вала с роликом рычага клапана, компенсируя износ кулачка, рычага, торца стержня клапана, фасок седла и тарелки клапана.

Смазка двигателя — комбинированная.

Под давлением масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительных валов и гидроопорам рычагов клапанов.

Другие узлы двигателя смазываются разбрызгиванием.

Давление в системе смазки создается шестеренчатым масляным насосом, расположенным в поддоне картера и прикрепленным к блоку цилиндров.

Масляный насос приводится цепной передачей (рисунок 6) от коленчатого вала.

Ведущая звездочка привода насоса установлена на коленчатом валу под крышкой блока цилиндров.

На звездочке выполнен цилиндрический поясок, по которому работает передний сальник коленчатого вала.

Звездочка установлена на коленчатом валу без натяга и не зафиксирована шпонкой.

При сборке двигателя ведущая звездочка привода насоса зажимается между зубчатым шкивом привода ГРМ и буртиком коленчатого вала в результате стягивания пакета деталей болтом крепления шкива привода вспомогательных агрегатов.

Крутящий момент от коленчатого вала передается на звездочку только за счет сил трения между торцевыми поверхностями звездочки, зубчатого шкива и коленчатого вала.

При ослаблении затяжки болта крепления шкива привода вспомогательных агрегатов ведущая звездочка привода масляного насоса может начать проворачиваться на коленчатом валу и давление масла в двигателе упадет.

Маслоприемник выполнен за одно целое с крышкой корпуса масляного насоса. Крышка крепится пятью винтами к корпусу насоса.

Редукционный клапан расположен в крышке корпуса насоса и удерживается от выпадения пружинным фиксатором.

Масло из насоса проходит через масляный фильтр и поступает в главную масляную магистраль блока цилиндров.

Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный.

Из главной магистрали масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, форсункам охлаждения поршней и далее (по каналам в коленчатом валу) — к шатунным подшипникам вала.

По двум вертикальным каналам в блоке цилиндров масло из главной магистрали подается в головку блока цилиндров — к крайним опорам распределительных валов со стороны заглушек и гидроопорам клапанов.

Через проточки и сверления в крайних опорных шейках распределительных валов масло поступает внутрь валов и далее через сверления в других шейках валов — к остальным подшипникам распределительных валов.

Из головки блока цилиндров масло через вертикальные каналы стекает в поддон картера двигателя.

Система вентиляции картера — закрытая, принудительного типа.

Газы, проникшие из камер сгорания цилиндров через поршневые кольца в картер двигателя, попадают через каналы в блоке и головке блока цилиндров в крышку головки.

Пройдя маслоотделитель, расположенный в крышке головки блока цилиндров, картерные газы очищаются от частиц масла и далее поступают через корпус воздушного фильтра, дроссельный узел, ресивер и впускной трубопровод — в цилиндры двигателя.

Системы управления, питания, охлаждения и выпуска отработавших газов описаны в соответствующих статьях.

Слабый мотор

Обзор двигателей на авто, мото, водной и садовой технике в помощь при выборе, эксплуатации и ремонте моторов

Замена моторного масла и фильтра системы смазки в двигателях K4M 1.6 и F4R 2.0

Замену моторного масла и фильтра системы смазки в моторах K4M 1.6 и F4R 2.0 проводят через 15000 км по пробегу, либо по сроку один раз в год. Моторное масло для заливки должно соответствовать параметрам в таблице. Смешивать масла разных марок, пусть даже с соответствующими химмотологическими свойствами — запрещается. С заменой масла в двигателе совмещают замену масляного фильтра.

Что надо сделать, чтобы заменить масло и масляный фильтр в двигателях K4M 1.6 и F4R 2.0?

Для удобства выполнения работ автомобиль необходимо установить на смотровую яму или эстакаду. Силовой агрегат должен быть чистым, в том числе и снизу. Двигатель должен быть прогретым, что придаст маслу хорошую текучесть при сливе. Масляный фильтр расположен за защитой топливной рампы, поэтому, для доступности её требуется снять.

Место заправки или смазки	Количество, в литрах	Наименование моторных масел
Система смазки бензиновых двигателей K4M 1,6 / F4R 2,0	4,8 / 5,4	масла с классом качества API: SL; SM и уровнем вязкости SAE: 5W30; 5W40; 5W50; 0W30; 0W40 (производитель и марки могут быть разными, на заводе изготовителе заливается Elf Excellium 5W40).

1. Демонтируем защиту топливной рампы, для чего:

Порядок выполнения замены масла и масляного фильтра демонстрируем на двигателе F4R 2,0.

• берём головку «на 13» с удлинителем, вставляем её поочерёдно в технологические каналы и отворачиваем пару гаек на шпильках. После отворачивания гайки необходимо вытащить.

Берём двумя руками защиту рампы и двигаем её вперед до снятия со шпилек. Достаём защиту из отсека двигателя.

Так выглядит снятая защита топливной рампы.

На двигателе К4М 1,6 демонтаж защиты, замена масла и фильтра выполняется также.

2. Выполняем подготовительные операции для слива старого моторного масла:

• Открываем маслозаливную горловину.

• Со смотровой ямы удаляем (протираем) грязь (пыль) с защиты силового агрегата и поддона картера двигателя вокруг пробки слива масла.
• Берём четырёхгранник «на 8» и с его помощью откручиваем слегка пробку для последующего отворачивания её рукой для слива масла…
• Под картер мотора помещаем ёмкость объёмом не менее 6 литров для F4R и 5 литров для К4М для слива старого отработанного масла. Отворачиваем до конца пробку с шайбой и масло сольётся в ёмкость.

Работы проводите с осторожностью — масло горячее!

• Промываем пробку и стальную шайбу в нефрасе или уайт-спирите и делаем их осмотр. На шайбе не должно быть повреждений поверхности привулканизированной тонкой резины, иначе будет подтекать масло. В том случае если резина на шайбе повреждена и у вас нет новой, то допускается её заменять медной шайбой с внутренним ∅ 18 мм.

Продолжительность слива масла должна быть не менее 10 мин. По окончанию производим установку сливной пробки в сборе с кольцом и её затяжку. Берём ветошь и удаляем масло на картере двигателя и защите силового блока с обезжириванием нефрасом или уайт-спиритом.

Порядок демонтажа и монтажа масляного фильтра двигателей K4M 1.6 и F4R 2.0 для замены

Берём съёмник для масляных фильтров, при его отсутствии можно воспользоваться кожаным ремнём, и слегка откручиваем ослабив затяжку.

Откручиваем масляный фильтр до конца и вынимаем его.

Подготавливаем посадочное место к установке нового фильтра очисткой грязи и потёков масла.

Для установки нового фильтра (фильтрующего элемента) необходимо смазать тонким слоем моторного масла уплотнительное кольцо фильтра и завернуть фильтр рукой до прилегания с посадочным местом. Берём приспособление для съёма фильтра или кожаный ремень и закручиваем для надёжной герметизации ещё на 2/3 оборота.

Заливается моторное масло в маслозаливную горловину двигателя, для движка F4R — 5,4 л, а в движок К4М — 4,8 л. Устанавливаем крышку маслозаливной горловины на штатное место. Производим пуск двигателя на пару минут. Убедившись, что погасла лампа сигнализатора недостаточного (аварийного) давления масла в моторе и масло из-под сливной пробки и масляного фильтра не подтекает. После этого двигатель глушится. Ждём 5 минут для стекания масла и замеряем уровень щупом, если он низкий доливаем его до нормы. Если течи имеются производим подтяжку масляного фильтра и сливной пробки.

Если на автомобиле имеется система предупреждения о необходимости замены масла в двигателе, то после каждых 15000 км пробега будет загораться соответствующая лампа сигнализатора на панели приборов. Для отключения его после замены масла проводится инициализация системы (обнуление), а именно, включаем зажигание и в течение 10 секунд, нажав на педаль подачи топлива и не отпуская ее, 3 раза нажимаем до упора педаль тормоза. Сделав это сигнализатор погаснет, в противном случае повторяем инициализацию снова.

При замене масла до загорания лампы сигнализатора, также необходимо выполнить инициализация системы, не сделав это сигнализатор сработает, как только подойдут очередные 15 тыс. км. При этом лампа сигнализатора загорится на 5 сек.