Le moteur K4M est un moteur à essence, à quatre temps, à quatre cylindres, en ligne, à seize soupapes, à deux arbres à cames en tête.
Ordre d'allumage des cylindres : 1—3—4—2, numérotation à partir du volant moteur.
Système d'alimentation : injection répartie de carburant (normes de toxicité Euro 4).
Le moteur, la boîte de vitesses et l'embrayage forment le groupe motopropulseur — un ensemble unique fixé dans le compartiment moteur sur trois supports élastiques en caoutchouc-métal.
Le support droit est fixé au carter supérieur de l'entraînement de la distribution, tandis que les supports gauche et arrière sont fixés au carter de la boîte de vitesses.
À l'avant du moteur (dans le sens de marche de l'automobile) se trouvent : la tubulure d'admission ; le filtre à huile ; la jauge de niveau d'huile ; le capteur de pression d'huile insuffisante ; la rampe d'injection avec injecteurs ; le capteur de cliquetis ; le tube d'alimentation de la pompe à liquide de refroidissement ; l'alternateur ; la pompe de direction assistée ; le compresseur de climatisation.
À l'arrière du moteur se trouvent :
- le boîtier du filtre à air avec le régulateur de ralenti ;
- le collecteur d'échappement avec la sonde à oxygène de commande ;
- le démarreur.
À droite — la pompe à liquide de refroidissement ; l'entraînement de la distribution et de la pompe à liquide de refroidissement (par courroie crantée) ; l'entraînement des organes auxiliaires (par courroie poly-V).
À gauche se trouvent : le volant moteur ; le capteur de position du vilebrequin ; le thermostat ; le boîtier de thermostat avec le capteur de température du liquide de refroidissement.
En haut — les bobines et les bougies d'allumage ; l'orifice de remplissage d'huile ; le récepteur avec les capteurs de pression absolue et de température de l'air à l'admission, le boîtier papillon avec le capteur de position du papillon.
Le bloc-cylindres du moteur est coulé en fonte, les cylindres sont alésés directement dans le bloc.
Dans la partie inférieure du bloc-cylindres se trouvent cinq supports de paliers principaux du vilebrequin avec chapeaux démontables, fixés au bloc par des boulons spéciaux.
Les alésages du bloc-cylindres pour les paliers sont usinés avec les chapeaux en place ; c'est pourquoi les chapeaux ne sont pas interchangeables et sont repérés sur leur surface extérieure (la numérotation se fait du côté du volant moteur).
Sur les surfaces d'extrémité du support central sont ménagés des logements pour les demi-rondelles d'appui, qui empêchent le déplacement axial du vilebrequin.
Pour le refroidissement des pistons pendant le fonctionnement du moteur, leurs fonds sont arrosés par le bas d'huile moteur au moyen de gicleurs spéciaux pressés dans le bloc-cylindres au niveau des deuxième et quatrième supports (de part et d'autre des supports) des paliers principaux.
Vilebrequin à cinq tourillons principaux et quatre tourillons de bielle.
Les coussinets des paliers principaux et de bielle du vilebrequin sont en acier, minces, avec un revêtement antifriction appliqué sur leurs surfaces de travail.
Le vilebrequin est muni de quatre contrepoids réalisés d'une seule pièce avec l'arbre.
Pour l'alimentation en huile des tourillons principaux vers les tourillons de bielle, des canaux sont pratiqués dans les tourillons et les joues de l'arbre.
Sur l'extrémité avant (nez) du vilebrequin sont montés : le pignon d'entraînement de la pompe à huile, la poulie dentée d'entraînement de la distribution et la poulie d'entraînement des organes auxiliaires.
La poulie dentée est fixée sur l'arbre par un ergot qui entre dans une rainure sur le nez du vilebrequin.
La poulie d'entraînement des organes auxiliaires est fixée sur l'arbre de la même manière.
Le vilebrequin est étanché par deux joints d'huile, dont l'un (côté entraînement de la distribution) est pressé dans le carter du bloc-cylindres, et l'autre (côté volant moteur) — dans un logement formé par les surfaces du bloc-cylindres et du chapeau de palier principal.
Le volant moteur est fixé à la bride du vilebrequin par sept boulons.
Il est coulé en fonte et comporte une couronne en acier pressée pour le démarrage du moteur par le démarreur. En outre, une couronne dentée est taillée sur le volant pour le capteur de position du vilebrequin.
Les bielles sont en acier forgé, à section en I, et sont usinées avec leurs chapeaux.
Les chapeaux sont fixés aux bielles par des boulons spéciaux avec écrous.
Par leurs têtes inférieures (de manivelle), les bielles sont reliées par l'intermédiaire des coussinets aux tourillons de bielle du vilebrequin, et par leurs têtes supérieures — par l'intermédiaire des axes de piston — aux pistons.
Les axes de piston sont en acier, de section tubulaire.
L'axe, pressé dans la tête supérieure de bielle, tourne librement dans les bossages du piston.
Les pistons sont en alliage d'aluminium.
La jupe du piston a une forme complexe : en section longitudinale elle est bombée, et en section transversale — ovale.
Dans la partie supérieure du piston sont usinées trois gorges pour les segments.
Les deux segments supérieurs sont des segments de compression, et le segment inférieur est le segment racleur.
La culasse est coulée en alliage d'aluminium, commune aux quatre cylindres.
La culasse est centrée sur le bloc par deux douilles et fixée par dix vis.
Une joint métallique sans retrait est monté entre le bloc et la culasse.
Sur les côtés opposés de la culasse se trouvent les lumières des canaux d'admission et d'échappement.
Les bougies d'allumage sont montées au centre de chaque chambre de combustion.
Les soupapes sont en acier, disposées dans la culasse en deux rangées, en V, à raison de deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement par cylindre.
La tête de la soupape d'admission est plus grande que celle de la soupape d'échappement.
Les sièges et les guides de soupapes sont pressés dans la culasse.
Des joints de queue de soupape sont posés sur les guides de soupapes.
La soupape se ferme sous l'action du ressort.
Par son extrémité inférieure, celui-ci prend appui sur une rondelle, et par son extrémité supérieure — sur une coupelle retenue par deux demi-cônes.
Les demi-cônes assemblés ont extérieurement la forme d'un cône tronqué et comportent intérieurement des épaulements d'appui qui entrent dans la gorge de la queue de soupape.
Dans la partie supérieure de la culasse sont installés deux arbres à cames.
Un arbre commande les soupapes d'admission de la distribution, et l'autre — les soupapes d'échappement.
Huit cames sont réalisées sur chaque arbre — une paire de cames voisines commande simultanément les soupapes (d'admission ou d'échappement) de chaque cylindre.
Une particularité de la construction de l'arbre à cames est que les cames sont pressées sur un arbre tubulaire.
Les supports (paliers) des arbres à cames (six supports pour chaque arbre) sont démontables — ils sont situés dans la culasse et dans le couvre-culasse.
L'entraînement des arbres à cames se fait par courroie crantée depuis la poulie du vilebrequin.
Sur chaque arbre à cames, du côté de la poulie dentée, est réalisée une bride d'appui qui, au montage, entre dans la rainure de la culasse, empêchant ainsi le déplacement axial de l'arbre.
La poulie de l'arbre à cames n'est fixée sur l'arbre ni par un ajustement serré, ni par une clavette, ni par une goupille, mais uniquement par les forces de frottement qui apparaissent sur les surfaces d'extrémité de la poulie et de l'arbre lors du serrage de l'écrou de fixation de la poulie.
Le nez de l'arbre à cames est étanché par un joint d'huile enfilé sur la portée de l'arbre et pressé dans un logement formé par les surfaces de la culasse et du couvre-culasse.
Les soupapes sont commandées par les cames de l'arbre à cames par l'intermédiaire de culbuteurs de soupapes.
Pour augmenter la durée de vie de l'arbre à cames et des culbuteurs, la came de l'arbre agit sur le culbuteur par l'intermédiaire d'un galet tournant sur l'axe du culbuteur.
Les poussoirs hydrauliques des culbuteurs de soupapes sont installés dans les logements de la culasse.
L'huile pénètre à l'intérieur du poussoir hydraulique depuis la conduite de la culasse par un orifice dans le corps du poussoir.
Le poussoir hydraulique assure automatiquement le contact sans jeu entre la came de l'arbre à cames et le galet du culbuteur, en compensant l'usure de la came, du culbuteur, de l'extrémité de la queue de soupape, des chanfreins du siège et de la coupelle de soupape.
La lubrification du moteur est combinée.
Sous pression, l'huile est amenée aux paliers principaux et de bielle du vilebrequin, aux paliers des arbres à cames et aux poussoirs hydrauliques des culbuteurs.
Les autres organes du moteur sont lubrifiés par projection.
La pression dans le système de lubrification est créée par une pompe à huile à engrenages, située dans le carter d'huile et fixée au bloc-cylindres.
La pompe à huile est entraînée par une transmission par chaîne depuis le vilebrequin.
Le pignon menant de l'entraînement de la pompe est monté sur le vilebrequin sous le carter du bloc-cylindres.
Sur le pignon est réalisée une portée cylindrique sur laquelle travaille le joint d'huile avant du vilebrequin.
Le pignon est monté sur le vilebrequin sans serrage et n'est pas fixé par une clavette.
Lors du montage du moteur, le pignon menant de l'entraînement de la pompe est serré entre la poulie dentée de l'entraînement de la distribution et l'épaulement du vilebrequin par suite du serrage du paquet de pièces par le boulon de fixation de la poulie d'entraînement des organes auxiliaires.
Le couple du vilebrequin n'est transmis au pignon que par les forces de frottement entre les surfaces d'extrémité du pignon, de la poulie dentée et du vilebrequin.
En cas de desserrage du boulon de fixation de la poulie d'entraînement des organes auxiliaires, le pignon menant de l'entraînement de la pompe à huile peut se mettre à tourner sur le vilebrequin et la pression d'huile dans le moteur chutera.
La crépine est réalisée d'une seule pièce avec le couvercle du corps de la pompe à huile.
Le couvercle est fixé par cinq vis au corps de la pompe.
La soupape de décharge est située dans le couvercle du corps de la pompe et est retenue contre la chute par un fixateur à ressort.
L'huile de la pompe passe par le filtre à huile et parvient dans la conduite principale d'huile du bloc-cylindres.
Le filtre à huile est à plein débit, non démontable.
Depuis la conduite principale, l'huile parvient aux paliers principaux du vilebrequin, aux gicleurs de refroidissement des pistons et ensuite (par les canaux du vilebrequin) — aux paliers de bielle de l'arbre.
Par deux canaux verticaux du bloc-cylindres, l'huile de la conduite principale est amenée dans la culasse — aux supports extrêmes des arbres à cames du côté des bouchons et aux poussoirs hydrauliques des soupapes.
Par les rainures et les perçages des tourillons d'appui extrêmes des arbres à cames, l'huile pénètre à l'intérieur des arbres et ensuite, par les perçages des autres tourillons des arbres — aux autres paliers des arbres à cames.
De la culasse, l'huile s'écoule par des canaux verticaux dans le carter d'huile du moteur.
Le système de ventilation du carter est fermé, de type forcé.
Les gaz, ayant pénétré des chambres de combustion des cylindres par les segments de piston dans le carter du moteur, parviennent par les canaux du bloc et de la culasse dans le couvre-culasse.
Après avoir traversé le séparateur d'huile situé dans le couvre-culasse, les gaz de carter sont débarrassés des particules d'huile et parviennent ensuite, par le boîtier du filtre à air, le boîtier papillon, le récepteur et la tubulure d'admission — dans les cylindres du moteur.
Les systèmes de commande, d'alimentation, de refroidissement et d'échappement des gaz brûlés sont décrits dans les articles correspondants.
