Рис. 2.2. Поперечный разрез двигателя мод. 331: 1 – блок цилиндров; 2 – узел правой подвески; 3 – выпускной коллектор; 4 – седло выпускного клапана; 5 – выпускной клапан; 6 – пружина клапана большая; 7 – пружина клапана малая; 8 – коромысло клапана; 9 – ось коромысел выпускных клапанов; 10 – распределительный вал; 11 – пробка маслоналивного патрубка; 12 – ось коромысел впускных клапанов; 13 – головка цилиндров; 14 – карбюратор; 15 – впускная труба; 16 – впускной клапан; 17 – седло впускного клапана; 18 – поршень; 19 – указатель уровня масла; 20 – стартер; 21 – шатун; 22 – узел левой подвески; 23 – коленчатый вал; 24 – масляный картер; 25 – маслозаборник

Блок цилиндров 24 (рис. 2.1) отлит из алюминиевого сплава и имеет легкосъемные чугунные гильзы. Для снижения высоты двигателя оси цилиндров отклонены на угол 20° от вертикали. Рубашка охлаждения блока открыта в верхней части в сторону головки. Головка 4 блока отлита из алюминиевого сплава с впускными и выпускными каналами. С левой стороны к головке на шпильках крепится впускная труба, с правой — выпускной коллектор. Внутри головки отлиты каналы, по которым циркулирует жидкость, охлаждающая камеры сгорания в нижней части головки. К блоку цилиндров головка крепится через прокладку шпильками. В верхней части головки установлен распределительный вал 10 (рис. 2.2), своими кулачками перемещающий через коромысла 8 впускные 16 и выпускные 5 клапаны в направляющих втулках. Коромысла, установленные на осях 9 и 12, удерживаются от смещения с помощью пружин. Для регулировки тепловых зазоров в клапанном механизме на конце длинного плеча коромысел ввернут нажимной болт, который стопорится контргайкой. Распределительный вал приводится в действие двухрядной втулочной цепью 30 (см. рис. 2.1), расположенной в передней части двигателя и закрытой крышками. Для компенсации растяжения звеньев цепи в процессе эксплуатации предусмотрен механизм натяжения. Головка блока закрыта крышкой, в которой расположены наливная горловина для масла и трубка для отвода картерных газов. Слева на головке установлен бензонасос с приводом от эксцентрика распределительного вала с помощью штока.
Коленчатый вал 23 (см. рис. 2.2) цельнокованый, установлен на пяти подшипниках скольжения. Крышки подшипников из ковкого чугуна крепятся к блоку двумя шпильками каждая. На переднем конце коленчатого вала установлены ведущая звездочка распределительного вала, ведущая шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса, шкив привода водяного насоса и генератора. На заднем конце коленчатого вала расположен маховик.
Шатуны 25 (см. рис. 2.1) стальные кованые с крышками на нижних головках. В нижней головке шатуна установлен подшипник скольжения в виде вкладышей из сталеалюминиевой ленты, в верхней — бронзовая втулка.
Поршни отлиты из алюминиевого сплава. На каждом поршне установлены три кольца: два верхних — компрессионные и нижнее — маслосъемное.
Масляный картер литой алюминиевый, с отлитыми ребрами для охлаждения, закрывает блок цилиндров снизу и служит резервуаром для масла.
Система смазки комбинированная: под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются опоры коленчатого вала, подшипники нижних головок шатунов, распределительный вал и коромысла. Остальные детали смазываются разбрызгиванием масла.
Система смазки состоит из масляного картера 24 (см. рис. 2.2), маслозаборника 25 с сеткой для грубой очистки масла, шестеренчатого масляного насоса 18 (см. рис. 2.1), расположенного в нижней крышке распределительных звездочек и приводимого во вращение от общего с распределителем зажигания привода, редукционного клапана, полнопоточного фильтра 19 тонкой очистки масла с перепускным клапаном, датчика давления масла и масляных каналов.
Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения, расположенной в пространстве между гильзами и стенками блока цилиндров, канала в головке блока, каналов во впускной трубе, соединительных шлангов.
Циркуляцию жидкости в системе обеспечивает центробежный водяной насос. Для регулировки температурного режима двигателя в систему охлаждения устанавливают термостат, отключающий большой контур системы на непрогретом двигателе при низкой температуре охлаждающей жидкости.
Система питания двигателя состоит из топливного насоса, имеющего механизм для ручного привода, карбюратора и топливных шлангов.
Система зажигания включает в себя распределитель, расположенный на крышке распределительных шестерен, катушку высокого напряжения, свечи и провода высокого напряжения.
От надежной и безотказной работы двигателя зависит успешная эксплуатация всего автомобиля.
Своевременное устранение дефектов двигателя, вызванных износом отдельных деталей, избавит от сложного и дорогостоящего ремонта (например, можно избежать замены коленчатого вала или его шлифовки, замены гильз цилиндров и т.п., если вовремя заменить вкладыши подшипников коленчатого вала, поршневые кольца).
Перечень неисправностей двигателя и способы их устранения даны в таблице.

Разборка и сборка
Перед разборкой очистите и промойте двигатель. Разбирайте двигатель в следующем порядке:
1. Снимите с блока цилиндров кронштейны передней подвески двигателя и установите двигатель на монтажный стенд.
2. Снимите с двигателя карбюратор, распределитель зажигания, провода высокого напряжения, выверните свечи зажигания и датчики температуры охлаждающей жидкости и давления масла.
3. Снимите ремень привода генератора и водяного насоса.
4. Снимите генератор.
Разборка двигателя
1. Отверните две гайки крепления стартера и снимите его со шпилек.
2. Отверните четыре гайки крепления картера сцепления к блоку цилиндров и снимите картер сцепления.
3. Отверните шесть болтов крепления кожуха сцепления к маховику и снимите сцепление со штифтов.
4. Отверните гайки крепления крышки головки блока цилиндров, снимите крышку с прокладкой.

Рис. 2.3. Положение установочных меток на шкиве коленчатого вала в момент нахождения поршня первого цилиндра в ВМТ: 1 – установочный прилив на нижней крышке распределительных звездочек; 2 – метка, соответствующая положению первого и четвертого цилиндров в ВМТ; 3 – метка для установки начального момента зажигания

5. Проверните коленчатый вал по часовой стрелке до положения, при котором поршень первого цилиндра займет положение в ВМТ такта сжатия, при этом метка 2 (рис. 2.3) совпадет с острием установочного прилива 1.
6. Отверните болты крепления верхней крышки распределительных звездочек и снимите крышку с прокладками.

Рис. 2.4. Отсоединение болтов крепления ведомой звездочки привода распределительного вала

7. Отверните четыре болта крепления ведомой звездочки привода распределительного вала и снимите звездочку с вала (рис. 2.4). Если двигатель не требуется разбирать дальше, свяжите цепь со звездочкой проволокой, чтобы она не соскочила с зубьев звездочки.

8. Снимите водяной насос и подводящий патрубок водяного насоса с прокладками.
9. Отверните две гайки крепления привода распределителя зажигания и снимите привод.
10. Отогните стопорную шайбу и отверните храповик коленчатого вала.

Рис. 2.5. Снятие шкива коленчатого вала с помощью съемника

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Если для дальнейшего выполнения ремонтных работ не надо снимать гильзы цилиндров, то закрепите их в блоке планками-держателями, установленными на шпильки (рис. 2.6), чтобы гильзы не приподнялись и не нарушилось их уплотнение по торцам.

20. Отверните шесть болтов крепления маховика и снимите маховик.
21. Отверните гайки шатунных болтов и снимите крышки шатунов.
22. Вытолкните из расточек в блоке цилиндров гильзы с поршнями и шатунами. Каждый поршень пометьте порядковым номером цилиндра.

Сборка двигателя
Перед сборкой смажьте моторным маслом вкладыши подшипников, упорные полукольца, поршни, поршневые кольца, пальцы, манжеты. Собирайте двигатель в следующем порядке:
1. Установите вкладыши коренных подшипников в гнезда блока цилиндров и в соответствующие крышки.
2. Уложите в коренные подшипники коленчатый вал с шестерней привода масляного насоса, ведущей звездочкой распределительного вала и подшипником первичного вала коробки передач. Вставьте в гнезда средней крышки коренных подшипников два упорных полукольца.
3. Установите крышки коренных подшипников с нижними вкладышами в соответствии с метками, предварительно равномерно подтянув гайки шпилек крепления крышек коренных подшипников. Окончательно затяните гайки динамометрическим ключом моментом 90–100 Н·м (9–10 кгс·м).

Рис. 2.7. Установка крышки задней манжеты
с помощью оправки: 1 – оправка; 2 – крышка

4. Установите прокладку задней крышки, наденьте крышку с манжетой на оправку 1 (рис. 2.7), передвинув крышку с оправки на фланец коленчатого вала, закрепите ее болтами к блоку цилиндров. Отцентрируйте крышку по отношению к фланцу коленчатого вала по трем специальным выступам на крышке.
5. Установите маховик на коленчатый вал и заверните болты его крепления, подложив под них три стопорные пластины (по одной под два болта). Окончательно затяните болты динамометрическим ключом моментом 70–80 Н·м (7–8 кгс·м). Загните концы стопорных пластин, чтобы болты не смогли отвернуться.

Рис. 2.9. Взаимное расположение замков поршневых колец перед установкой поршня в гильзу

7. Установите поршневые кольца в канавках поршня так, чтобы их замки располагались под углом 120° друг от друга (рис. 2.9).
Перед установкой сожмите кольца специальной обжимкой и проследите, чтобы не нарушилось взаимное расположение замков. При установке гильзы в блок цилиндров особое внимание обратите на взаиморасположение поршня и шатуна. Стрелка на днище поршня, выступ на стержне шатуна и паз на крышке шатуна должны быть направлены в сторону цепной передачи привода распределительного вала.
8. Установите вкладыши в шатуны и крышки шатунов, предварительно смазав их моторным маслом, и соедините шатуны с шейками коленчатого вала, установив крышки и равномерно затянув гайки шатунных болтов. Окончательно затягивайте гайки динамометрическим ключом моментом 55–65 Н·м (5,5–6,5 кгс·м).
9. Проверьте легкость вращения коленчатого вала в подшипниках, предварительно закрепив гильзы планками-держателями.
10. Установите на шпильки уплотнительную прокладку, затем головку блока цилиндров с впускной трубой, выпускным коллектором и топливным насосом, предварительно сняв планки-держатели со шпилек. Поврежденную или сильно обжатую уплотнительную прокладку замените новой. Для обеспечения надежности работы двигателя рекомендуем прокладку заменять при каждой разборке.

Рис. 2.11. Положение распределительного вала на головке блока цилиндров перед установкой ее на блок: 1 – риска; 2 – прилив

15. Проверните распределительный вал так, чтобы риска на его фланце совпала с серединой прилива на передней опоре распределительного вала (рис. 2.11).
16. Отведите в сторону звездочку натяжного устройства и накиньте цепь на ведущую и ведомую звездочки привода распределительного вала, установив ведомую шестерню вместе с цепью на распределительный вал так, чтобы ведущая ветвь цепи не провисала.
17. Подожмите звездочку натяжного устройства к цепи и добейтесь полного натяжения ведущей ветви цепи незначительным поворотом распределительного вала, не изменяя положения коленчатого вала. При этом риска на фланце распределительного вала не должна выходить за пределы прилива передней опоры.
18. Установите нижнюю крышку распределительных звездочек с прокладками на шпильки и затяните гайки.
19. Установите масляный фильтр и затяните гайки его крепления.
20. Соберите верхнюю крышку распределительных звездочек с плунжером, пружиной и прижимной планкой, утопите в отверстие крышки плунжер и затяните стопорный болт натяжителя. Выступание плунжера из отверстия крышки не допускается.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ
Не отворачивайте стопорный болт на большую величину, чем указано, так как его хвостовик может разъединиться с прижимной пластиной и плунжер натяжителя не будет фиксироваться. Это может привести к серьезному повреждению двигателя из-за перескакивания цепи на звездочках.

23. Установите шкив коленчатого вала и стопорную шайбу храповика, затяните храповик динамометрическим ключом моментом 80–90 Н·м (8–9 кгс·м). Загните край стопорной шайбы на грань храповика.

Рис. 2.13. Затяжка стопорного болта натяжного устройства цепного привода газораспределения: 1 – стопорный болт

24. Проверните по часовой стрелке на 2–3 оборота коленчатый вал с отпущенным стопорным болтом натяжителя для выбора всех зазоров в приводе распределительного вала, после чего затяните до упора стопорный болт 1 (рис. 2.13).
25. Поверните коленчатый вал по часовой стрелке до положения, при котором поршень первого цилиндра находится в ВМТ такта сжатия, оба клапана закрыты, а метка 2 (см. рис. 2.3), вторая по направлению вращения, совпадает с острием установочного штифта.

Рис. 2.15. Положение паза на валике привода распределителя зажигания после установки привода на двигатель

27. Аккуратно, стараясь не повернуть валик, установите привод распределителя зажигания в гнездо нижней крышки распределительных звездочек. Когда шестерня привода войдет в зацепление с ведущей шестерней, закрепленной на переднем конце коленчатого вала, паз на валике займет правильное положение (рис. 2.15), немного повернувшись при этом против часовой стрелки. Затем затяните гайки крепления привода распределителя.

Ремонт узлов и деталей двигателя
Блок цилиндров и гильзы

Основные размеры блока цилиндров и гильз приведены в табл. 2.1.
Герметичность стенок рубашки охлаждения и масляных магистралей проверяют на специальных стендах. Для проверки герметичности рубашки охлаждения заглушите все выходные отверстия рубашки в блоке, опустите блок в ванну с водой и подайте в каналы рубашки сжатый воздух под давлением 150 кПа (1,5 кгс/см2) в течение 15 с. Утечка воздуха, определяемая по выходящим пузырям, не допускается.
Для проверки герметичности масляных магистралей заглушите все их выходные отверстия в блоке и подайте в каналы магистралей воду с добавлением хромпика под давлением 1500 кПа (15 кгс/см2) в течение 15 с. Утечка воды не допускается.
Если блок негерметичен, замените его.
При замене шпилек, выходящих в полость рубашки охлаждения, устанавливайте их и прокладки рубашки на цинковые белила.
Проверьте зазор между цилиндром и поршнем, указанный в табл. 2.1.
Зазор определяют как разность между замеренными диаметрами поршня и цилиндра.
Диаметр цилиндра измеряют нутромером с ценой деления не более 0,01 мм в четырех поясах как в продольном, так и поперечном направлении на расстоянии 10, 50, 100 и 125 мм от его верхнего торца.
Гильзы цилиндров разбиты на пять размерных групп: А, Б, В, Г, Д (через 0,01 мм). Размерные группы обозначены цветной полосой (см. табл. 2.1).
Если максимальное значение зазора больше значения, указанного в таблице, замените изношенный узел (поршень, гильзу или гильзу с поршнем).
Шатунно-поршневая группа
Основные размеры шатунно-поршневой группы приведены в табл. 2.1.
Снятие и установка поршневых колец

Рис. 2.17. Съемник поршневых колец: 1 – рукоятка; 2 – выступы; 3 – упоры; 4 – захваты

Поршневые кольца снимают с поршня и надевают на него с помощью специального съемника (рис. 2.17).
Выступы 2 съемника входят в зазор замка кольца и при нажатии на рукоятки 1 разводят кольцо на фиксированную величину. Разжатое кольцо легко снимается и устанавливается в канавку поршня.

Рис. 2.19. Расположение поршневых колец в канавках поршня: 1 – поршень; 2 – верхнее компрессионное кольцо; 3 – нижнее компрессионное кольцо; 4 – маслосъемное кольцо

Правильное расположение поршневых колец в канавках поршня показано на рис. 2.19.
Если износ гильз незначительный, то вместо старых колец можно использовать ремонтные кольца номинального размера при условии, что зазор в замке кольца, вставленного в гильзу, не превышает 0,75 мм. В противном случае замените гильзу.
Проверка зазора между вкладышами шатунных подшипников коленчатым валом
Зазор между вкладышем и шейкой коленчатого вала определяется разностью размеров, полученных при замере диаметров отверстий в нижних головках шатунов с вставленными вкладышами и шеек вала. Крышки шатунов должны быть затянуты полным моментом.
Если значение зазора находится в пределах допуска или не превышает допустимого при износе, указанном в табл.
2.1, можно использовать эти вкладыши. При большем зазоре прошлифуйте шатунные шейки коленчатого вала до ближайшего ремонтного размера и установите вкладыши ремонтного размера (табл. 2.3).
Сборка шатунно-поршневой группы
После подбора поршней к гильзам подберите поршневые пальцы к поршням и втулкам малых головок шатунов.
Посадка поршневого пальца в бобышках поршня может быть в пределах от 0,0025 мм натяга до 0,0025 мм зазора. Зазор между поршневым пальцем и отверстием втулки головки шатуна должен быть в пределах 0,0045–0,0095 мм для данной размерной группы деталей.
Для облегчения подбора поршневые пальцы, поршни и втулки разбиты на четыре размерные группы, отличающиеся по диаметру на 0,0025 мм. Каждая группа промаркирована краской определенного цвета (см. табл. 2.1): на поршне — на нижней поверхности одной из бобышек, на поршневом пальце — на внутренней поверхности с одного конца, на шатуне – у малой головки.
Сопряжение поршневого пальца и втулки головки шатуна проверяют, вставляя палец, смазанный моторным маслом, в отверстие втулки. При правильном сопряжении шатун должен проворачиваться на пальце под действием собственного веса, а палец не должен выпадать из втулки верхней головки шатуна в вертикальном положении. Для соблюдения этих требований допустимо использовать пальцы смежной группы (в сторону уменьшения зазора). Во всех случаях поршневые пальцы подбирайте при температуре воздуха (20±3) °С.
Если необходимо заменить один из шатунов, его нужно подобрать по массе к остальным шатунам комплекта. Разница значений массы самого тяжелого и самого легкого шатуна в комплекте, устанавливаемом на двигатель, не должна превышать 8 г. Шатуны, принадлежащие к одной группе по массе, маркируются риской на приливах их крышек.
Перед сборкой нагрейте поршень, опустив его в сосуд с водой температурой 45–75 °С и выполните операции в следующей последовательности:
1. Вставьте смазанный маслом палец в отверстия бобышек поршня и втулки шатуна.

Головка блока цилиндров
Снятие и установка головки блока цилиндров без снятия двигателя с автомобиля
Головку блока цилиндров снимают, когда требуется устранить неисправность только в ней.
1. Слейте охлаждающую жидкость.
2. Отсоедините подводящий шланг радиатора от крышки гнезда термостата.
3. Отсоедините от угольника гнезда термостата шланг, идущий к подводящему патрубку водяного насоса.
4. Отсоедините шланги от штуцеров карбюратора.
5. Отсоедините от карбюратора трос привода дроссельных заслонок и тягу привода воздушной заслонки.
6. Отсоедините провода от микропереключателя ЭПХХ карбюратора.
7. Снимите воздушный фильтр и шланг вентиляции картера.
8. Снимите карбюратор, отвернув гайки его крепления.
9. Отсоедините шланги от впускной трубы двигателя.
10. Отсоедините провод от датчика температуры охлаждающей жидкости.
11. Отсоедините от бензонасоса подводящий шланг.
12. Отсоедините приемную трубу глушителя, отвернув три гайки крепления.
13. Отверните семь гаек крепления крышки головки блока цилиндров и снимите крышку.
14. Отверните болты крепления верхней крышки распределительных звездочек и снимите крышку.
15. Отверните болты крепления ведомой звездочки привода распределительного вала и снимите ее с вала, не разъединяя с цепью. Чтобы цепь не соскочила с зубьев звездочки, свяжите ее со звездочкой проволокой.
16. Отверните гайки крепления головки блока цилиндров и снимите головку вместе с впускной трубой, выпускным коллектором, распределительным валом и клапанами.
Устанавливайте головку в обратном порядке.
Разборка и сборка головки блока цилиндров
1. Отсоедините впускную трубу и выпускной коллектор.
2. Снимите топливный насос.
3. Снимите гнездо термостата.
4. Закрепив головку в тисках, отверните винты крепления упорного фланца распределительного вала и снимите фланец.
5. Ослабив контргайки, выверните регулировочные винты коромысел настолько, чтобы их сферические концы были утоплены в резьбовые отверстия коромысел, и выньте наконечники регулировочных болтов.
6. Пометьте любым способом все коромысла и распорные втулки для того, чтобы при сборке установить их на прежнее место.
7. С помощью бронзовой или алюминиевой оправки выбейте оси коромысел из отверстий в головке и снимите коромысла, поджимные пружины и распорные втулки.
8. Выньте распределительный вал из постелей в головке блока.
9. Пометьте каждый клапан порядковым номером цилиндра.

Рис. 2.20. Съемник пружин клапана: 1 – скоба; 2 – кольцевой упор скобы; 3 – шток; 4 – планка; 5 – рычаг с кулачком; I, II – положения рычага

10. Специальным съемником (рис. 2.20) сожмите пружины клапана, подлежащего разборке. Для этого съемник установите так, как показано на рисунке. При поворачивании рычага 5 из положения I в положение II кулачок нажимает на планку 4, которая перемещает шток 3, сжимая пружины клапана.
11. Снимите сухари со стержня клапана; ослабляя нажим, освободите пружины.
12. Снимите съемник, пружины, тарелку, защитный колпак и выньте клапан из направляющей втулки.
13. Аналогично снимите все остальные клапаны.
Собирайте головку блока цилиндров в обратном порядке. При этом проверьте состояние и износ стержней клапанов и их направляющих втулок, рабочих фасок клапанов, седел и клапанных пружин. При каждой сборке головки блока цилиндров с клапанами после ремонта или после притирки клапанов уплотнительные шайбы тарелок пружин клапанов обязательно замените новыми независимо от их состояния.
При износе стержней клапанов замените клапаны. При установке клапанов их стержни обязательно смажьте графитной смазкой.

Проверка и шлифовка седел клапанов
Рабочие фаски седел клапанов надо обязательно прошлифовать при замене направляющих втулок клапанов, а также при большом износе и биении фасок относительно отверстий в направляющих втулках.

Рис. 2.22. Машина для шлифовки фаски седла клапана: 1 – корпус; 2 – вал якоря; 3 – выключатель; 4 – ведущая шестерня; 5 – крышка корпуса; 6 – промежуточная шестерня; 7, 8 – червяки; 9 – винт подачи; 10 – шпиндель; 11 – червячная шестерня; 12 – шпонка; 13 – ведомая шестерня; 14 – обойма; 15 – маятник; 16 – наконечник; 17 – абразивный круг

Для шлифовки применяют специальную шлифовальную машину с электрическим приводом (рис. 2.22).
Машина для шлифовки должна быть снабжена набором абразивных кругов с конусами 60, 90, 120°; набором специальных оправок, вставляемых в отверстия направляющих втулок; приспособлениями для правки абразивных кругов и проверки биения фаски.
Перед тем как приступить к шлифовке фаски, подберите оправку, плотно входящую в отверстие направляющей втулки. Подачу абразивного инструмента делайте вручную, а шлифовку выполняйте до тех пор, пока абразивный круг не начнет снимать металл седла равномерно по всей окружности фаски.

Рис. 2.24. Размеры фасок для шлифовки седла клапана

Размеры фасок седел клапанов после шлифовки показаны на рис. 2.24.
Затем проверьте ширину и месторасположение на фаске поверхности соприкосновения головки клапана с седлом в следующем порядке:
1. Нанесите на седло клапана тонкий слой краски.
2. Вставьте в направляющую втулку соответствующий клапан и поверните его, прижимая к седлу.
Считается, что клапан хорошо прилегает к седлу, если образовавшийся на головке клапана поясок краски шириной 1,2–1,5 мм (как для впускного, так и для выпускного клапана) располагается посередине фаски.
Если это не так, необходимо дополнительно шлифовать седло клапана. При этом абразивный круг должен иметь конус 60 или 120° в зависимости от того, куда требуется сместить рабочую фаску седла клапана.