Der Motor K4M ist ein Ottomotor, Viertaktmotor, Vierzylindermotor, Reihenmotor, Sechzehnventilmotor mit zwei obenliegenden Nockenwellen.
Zündfolge der Zylinder: 1—3—4—2, Zählung vom Schwungrad aus.
Kraftstoffsystem: verteilte Kraftstoffeinspritzung (Abgasnorm Euro 4).
Der Motor bildet mit dem Getriebe und der Kupplung das Triebwerk — eine Einheit, die im Motorraum an drei elastischen Gummi-Metall-Lagern befestigt ist.
Das rechte Lager ist am oberen Deckel des Nockenwellenantriebs befestigt, das linke und das hintere Lager am Getriebegehäuse.
An der Vorderseite des Motors (in Fahrtrichtung des Fahrzeugs) befinden sich: das Ansaugrohr; der Ölfilter; der Ölmessstab; der Geber der Öldruckwarnleuchte; die Kraftstoffverteilerleiste mit Einspritzventilen; der Klopfsensor; das Zulaufrohr der Kühlmittelpumpe; die Lichtmaschine; die Servopumpe der Servolenkung; der Klimaanlagenkompressor.
An der Rückseite des Motors befinden sich:
- das Luftfiltergehäuse mit dem Leerlaufregler;
- der Abgaskrümmer mit der Lambdasonde;
- der Anlasser.
Rechts — die Kühlmittelpumpe; der Antrieb des Nockenwellenmechanismus und der Kühlmittelpumpe (Zahnriemen); der Antrieb der Nebenaggregate (Keilrippenriemen).
Links befinden sich: das Schwungrad; der Kurbelwellenpositionssensor; der Thermostat; das Thermostatgehäuse mit dem Kühlmitteltemperatursensor.
Oben — die Zündspulen und Zündkerzen; der Öleinfüllstutzen; der Receiver mit den Sensoren für Absolutdruck und Ansauglufttemperatur, die Drosselklappeneinheit mit dem Drosselklappenpositionssensor.
Der Zylinderblock des Motors ist aus Gusseisen gegossen, die Zylinder sind unmittelbar im Block gebohrt.
Im unteren Teil des Zylinderblocks befinden sich fünf Lagerstühle der Hauptlager der Kurbelwelle mit abnehmbaren Deckeln, die am Block mit Spezialschrauben befestigt werden.
Die Bohrungen im Zylinderblock für die Lager werden bei montierten Deckeln bearbeitet, daher sind die Deckel nicht austauschbar und zur Unterscheidung auf der Außenfläche gekennzeichnet (die Zählung erfolgt von der Schwungradseite aus).
Auf den Stirnflächen des mittleren Lagerstuhls sind Aufnahmen für die Anlaufscheiben ausgeführt, die die Axialbewegung der Kurbelwelle verhindern.
Zur Kühlung der Kolben während des Motorbetriebs werden ihre Böden von unten mit Motoröl über spezielle Düsen besprüht, die im Zylinderblock im Bereich des zweiten und vierten Lagerstuhls (beiderseits der Lagerstühle) der Hauptlager eingepresst sind.
Kurbelwelle mit fünf Haupt- und vier Pleuelzapfen.
Die Lagerschalen der Haupt- und Pleuellager der Kurbelwelle sind aus Stahl, dünnwandig, mit einer auf die Arbeitsflächen aufgebrachten Gleitlackschicht.
Die Welle ist mit vier Gegengewichten versehen, die einteilig mit der Welle ausgeführt sind.
Zur Ölzufuhr von den Hauptzapfen zu den Pleuelzapfen sind in den Zapfen und Wangen der Welle Kanäle ausgeführt.
Am vorderen Ende (Nase) der Kurbelwelle sind montiert: das Antriebsritzel der Ölpumpe, die Zahnriemenscheibe des Steuertriebs und die Riemenscheibe des Nebenaggregateantriebs.
Die Zahnriemenscheibe ist auf der Welle durch einen Ansatz fixiert, der in eine Nut an der Nase der Kurbelwelle eintritt.
Auf dieselbe Weise ist auch die Riemenscheibe des Nebenaggregateantriebs auf der Welle fixiert.
Die Kurbelwelle ist durch zwei Wellendichtringe abgedichtet, von denen einer (auf der Seite des Steuertriebs) in den Deckel des Zylinderblocks eingepresst ist und der andere (auf der Schwungradseite) — in eine Aufnahme, die von den Flächen des Zylinderblocks und des Hauptlagerdeckels gebildet wird.
Am Flansch der Kurbelwelle ist das Schwungrad mit sieben Schrauben befestigt.
Es ist aus Gusseisen gegossen und hat einen aufgepressten Stahlzahnkranz zum Starten des Motors mit dem Anlasser. Außerdem ist am Schwungrad ein Zahnkranz für den Kurbelwellenpositionssensor eingefräst.
Die Pleuel sind geschmiedet aus Stahl, mit I-Querschnitt, und werden zusammen mit ihren Deckeln bearbeitet.
Die Deckel werden an den Pleueln mit Spezialschrauben und Muttern befestigt.
Mit ihren unteren (Kurbel-)Augen sind die Pleuel über Lagerschalen mit den Pleuelzapfen der Kurbelwelle verbunden, mit ihren oberen Augen — über Kolbenbolzen mit den Kolben.
Die Kolbenbolzen sind aus Stahl, mit rohrförmigem Querschnitt.
Der in das obere Pleuelauge eingepresste Bolzen dreht sich frei in den Kolbenaugen.
Die Kolben sind aus Aluminiumlegierung gefertigt.
Der Kolbenmantel hat eine komplexe Form: im Längsschnitt ballig, im Querschnitt oval.
Im oberen Teil des Kolbens sind drei Nuten für die Kolbenringe eingedreht.
Die beiden oberen Kolbenringe sind Kompressionsringe, der untere ist der Ölabstreifring.
Der Zylinderkopf ist aus Aluminiumlegierung gegossen und für alle vier Zylinder gemeinsam.
Der Zylinderkopf wird auf dem Block durch zwei Buchsen zentriert und mit zehn Schrauben befestigt.
Zwischen Block und Kopf wird eine setzungsfreie Metalldichtung eingebaut.
Auf den gegenüberliegenden Seiten des Zylinderkopfs befinden sich die Fenster der Einlass- und Auslasskanäle.
Die Zündkerzen sind in der Mitte jeder Brennkammer montiert.
Die Ventile sind aus Stahl und im Zylinderkopf in zwei Reihen V-förmig angeordnet, mit je zwei Einlass- und zwei Auslassventilen pro Zylinder.
Der Teller des Einlassventils ist größer als der des Auslassventils.
Die Ventilsitze und Ventilführungen sind in den Zylinderkopf eingepresst.
Auf die Ventilführungen sind oben Ventilschaftdichtungen aufgesetzt.
Das Ventil wird unter der Wirkung der Feder geschlossen.
Mit ihrem unteren Ende stützt sie sich auf eine Scheibe, mit ihrem oberen Ende — auf einen Teller, der von zwei Keilen gehalten wird.
Die zusammengesetzten Keile haben außen die Form eines Kegelstumpfs und sind innen mit Anschlagbunden versehen, die in die Nut am Ventilschaft eintreten.
Im oberen Teil des Zylinderkopfs sind zwei Nockenwellen montiert.
Eine Welle betätigt die Einlassventile des Ventiltriebs, die andere — die Auslassventile.
Auf jeder Welle sind acht Nocken ausgeführt — ein benachbartes Nockenpaar betätigt gleichzeitig die Ventile (Einlass- oder Auslassventile) jedes Zylinders.
Eine Besonderheit der Konstruktion der Nockenwelle besteht darin, dass die Nocken auf eine Rohrwelle aufgepresst sind.
Die Lager (Lagerstühle) der Nockenwellen (je sechs Lager für jede Welle) sind geteilt — sie befinden sich im Zylinderkopf und im Zylinderkopfdeckel.
Der Antrieb der Nockenwellen erfolgt über einen Zahnriemen von der Kurbelwellenscheibe.
Auf jeder Nockenwelle ist auf der Seite der Zahnriemenscheibe ein Anschlagflansch ausgeführt, der beim Zusammenbau in die Nut des Zylinderkopfs eintritt und dadurch die Axialbewegung der Welle verhindert.
Die Nockenwellen-Riemenscheibe ist auf der Welle nicht durch eine Presspassung, einen Passfederkeil oder einen Stift fixiert, sondern ausschließlich durch die Reibkräfte, die an den Stirnflächen der Riemenscheibe und der Welle beim Anziehen der Befestigungsmutter der Riemenscheibe entstehen.
Die Nase der Nockenwelle ist durch einen Wellendichtring abgedichtet, der auf den Wellenzapfen aufgesetzt und in eine Aufnahme eingepresst ist, die von den Flächen des Zylinderkopfs und des Zylinderkopfdeckels gebildet wird.
Die Ventile werden von den Nocken der Nockenwelle über Ventilschlepphebel betätigt.
Zur Erhöhung der Lebensdauer der Nockenwelle und der Ventilschlepphebel wirkt die Nockenwelle über eine Rolle, die auf der Achse des Schlepphebels dreht, auf den Schlepphebel.
Die Hydrostößel der Ventilschlepphebel sind in den Aufnahmen des Zylinderkopfs montiert.
Das Öl gelangt in das Innere des Hydrostößels aus der Leitung im Zylinderkopf über eine Bohrung im Gehäuse des Hydrostößels.
Der Hydrostößel gewährleistet automatisch den spielfreien Kontakt der Nockenwelle mit der Rolle des Ventilschlepphebels und gleicht den Verschleiß der Nocke, des Schlepphebels, des Endes des Ventilschafts, der Fasen des Sitzes und des Ventiltellers aus.
Die Schmierung des Motors ist kombiniert.
Unter Druck wird das Öl zu den Haupt- und Pleuellagern der Kurbelwelle, zu den Lagern der Nockenwellen und zu den Hydrostößeln der Ventilschlepphebel geführt.
Die übrigen Baugruppen des Motors werden durch Spritzschmierung geschmiert.
Der Druck im Schmiersystem wird von einer Zahnrad-Ölpumpe erzeugt, die in der Ölwanne angeordnet und am Zylinderblock befestigt ist.
Die Ölpumpe wird über einen Kettentrieb von der Kurbelwelle angetrieben.
Das treibende Ritzel des Pumpenantriebs ist auf der Kurbelwelle unter dem Deckel des Zylinderblocks montiert.
Auf dem Ritzel ist ein zylindrischer Bund ausgeführt, auf dem der vordere Wellendichtring der Kurbelwelle arbeitet.
Das Ritzel ist auf der Kurbelwelle ohne Presssitz montiert und nicht mit einem Passfederkeil fixiert.
Beim Zusammenbau des Motors wird das treibende Ritzel des Pumpenantriebs zwischen der Zahnriemenscheibe des Steuertriebs und dem Bund der Kurbelwelle eingeklemmt, indem das Teilepaket mit der Befestigungsschraube der Riemenscheibe des Nebenaggregateantriebs verspannt wird.
Das Drehmoment der Kurbelwelle wird auf das Ritzel ausschließlich durch die Reibkräfte zwischen den Stirnflächen des Ritzels, der Zahnriemenscheibe und der Kurbelwelle übertragen.
Bei Lockerung der Befestigungsschraube der Riemenscheibe des Nebenaggregateantriebs kann das treibende Ritzel des Ölpumpenantriebs auf der Kurbelwelle durchdrehen, und der Öldruck im Motor fällt ab.
Das Ölsieb ist einteilig mit dem Deckel des Ölpumpengehäuses ausgeführt.
Der Deckel wird mit fünf Schrauben am Pumpengehäuse befestigt.
Das Überströmventil ist im Deckel des Pumpengehäuses angeordnet und wird durch eine Federarretierung gegen Herausfallen gehalten.
Das Öl aus der Pumpe durchläuft den Ölfilter und gelangt in die Hauptölleitung des Zylinderblocks.
Der Ölfilter ist ein Vollstromfilter und nicht zerlegbar.
Aus der Hauptleitung gelangt das Öl zu den Hauptlagern der Kurbelwelle, zu den Kolbenkühldüsen und weiter (über die Kanäle in der Kurbelwelle) — zu den Pleuellagern der Welle.
Über zwei vertikale Kanäle im Zylinderblock wird das Öl aus der Hauptleitung in den Zylinderkopf geführt — zu den äußeren Lagerstühlen der Nockenwellen auf der Seite der Verschlussstopfen und zu den Hydrostößeln der Ventile.
Durch die Nuten und Bohrungen in den äußeren Lagerzapfen der Nockenwellen gelangt das Öl in das Innere der Wellen und weiter über die Bohrungen in den übrigen Wellenzapfen — zu den übrigen Lagern der Nockenwellen.
Aus dem Zylinderkopf fließt das Öl über vertikale Kanäle in die Ölwanne des Motors ab.
Die Kurbelgehäuseentlüftung ist geschlossen und von zwangsweiser Bauart.
Die Gase, die aus den Brennräumen der Zylinder über die Kolbenringe in das Kurbelgehäuse des Motors gelangt sind, gelangen über die Kanäle im Block und im Zylinderkopf in den Zylinderkopfdeckel.
Nach dem Durchlaufen des im Zylinderkopfdeckel angeordneten Ölabscheiders werden die Kurbelgehäusegase von Ölpartikeln gereinigt und gelangen weiter über das Luftfiltergehäuse, die Drosselklappeneinheit, den Receiver und das Ansaugrohr — in die Zylinder des Motors.
Die Steuerungs-, Kraftstoff-, Kühl- und Abgassysteme sind in den entsprechenden Artikeln beschrieben.
