ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2,4 Л

Головка блока цилиндров двигателя изготовлена из алюминиевого сплава. Впускные и выпускные каналы выполнены на противоположных сторонах головки. В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов.
Блок цилиндров двигателя представляет собой единую отливку, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера. Блок изготовлен из специального высокопрочного чугуна с цилиндрами, расточенными непосредственно в теле блока.
Торцовые стенки и поперечные перегородки блока цилиндров в нижней части имеют приливы, предназначенные для образования верхних опор коленчатого вала. На эти приливы установлен усилитель блока, который служит нижней опорой коленчатого вала. Приливы в блоке вместе с усилителем образуют постели для коренных подшипников. Постели под вкладыши коренных подшипников расточены в сборе с усилителем блока, поэтому заменять усилитель необходимо в сборе с блоком двигателя.
На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.
Коленчатый вал вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем. От осевых перемещений коленчатый вал двигателя зафиксирован четырьмя полукольцами, установленными в проточки постели заднего коренного подшипника. Впереди и сзади коленчатый вал уплотнен манжетами.
Маховик, отлитый из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала. На маховик напрессован зубчатый венец для пуска двигателя стартером.
Поршни изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для маслосъемного и двух компрессионных колец. Поршни дополнительно охлаждаются маслом, подаваемым через отверстие в верхней головке шатуна и разбрызгиваемым на днище поршня.
Поршневые пальцы установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична коренным.
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.
Система смазки комбинированная. Под давлением смазываются подшипники коленчатого и распределительного валов, а также механизм привода клапанов и подшипник вала турбокомпрессора. Поршни, поршневые пальцы, штанги, толкатели и кулачки распределительного вала смазываются разбрызгиванием.
Из главной магистрали по каналам в блоке цилиндров масло поступает ко всем коренным подшипникам коленчатого и распределительного валов. От коренных подшипников по каналам в коленчатом валу оно проходит ко всем шатунным подшипникам.
Детали клапанного механизма смазываются маслом, поступающим по каналам в блоке и головке блока цилиндров.
Давление в системе смазки создается шестеренчатым масляным насосом, установленным в передней части блока цилиндров. Шестерня масляного насоса приводится в действие от шестерни, расположенной на переднем конце коленчатого вала.
Система вентиляции картера закрытого типа не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с отсосом газов в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу.
Картерные газы через шланг, подсоединенный к штуцеру на крышке головки блока, поступают в воздухоподводящий рукав, а затем во впускную трубу и цилиндры двигателя.
Система охлаждения двигателя герметичная, с расширительным бачком, состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров. Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос с приводом от коленчатого вала поликлиновым ремнем. Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.
Система питания оборудована топливной рампой 6 (рис. 5.13), в которой установлены датчик давления 5 и перепускной клапан 7. Топливо в магистралях находится под постоянным давлением. Форсунки 9 снабжены специальными электромагнитными клапанами и управляются блоком управления в соответствии с конкретными условиями работы двигателя. Высокое давление, под которым топливо впрыскивается в цилиндр, создается уже при самом малом числе оборотов коленчатого вала.

Рис. 5.13. Принципиальная схема системы питания дизельного двигателя: 1 – топливный бак; 2 – топливный насос высокого давления; 3 – топливный фильтр; 4 – топливопровод высокого давления; 5 – датчик давления топлива; 6 – топливная рампа; 7 – перепускной клапан; 8 – сливной топливопровод; 9 – топливные форсунки

Система питания дизеля воздухом включает в себя воздушный фильтр и патрубки, соединяющие фильтр с турбокомпрессором. Наружный воздух поступает непосредственно в воздушный фильтр через патрубок забора воздуха и далее к турбокопрессору. Турбокомпрессор использует энергию отработавших газов для наддува воздуха в цилиндры дизеля. Он состоит из турбины и колеса компрессора, установленных на одном валу.
Принцип работы турбокомпрессора заключается в том, что отработавшие газы из цилиндров под давлением поступают через выпускной коллектор в камеры газовой турбины. Расширяясь, газы вращают колесо турбины. Через воздухоочиститель центробежный турбокомпрессор всасывает воздух, сжимает его и подает под давлением в цилиндры дизеля. Увеличение массы нагнетаемого воздуха позволяет повысить мощность двигателя при данном рабочем объеме.
Для более эффективного использования энергии отработавших газов в турбокомпрессоре применена турбина с изменяемой геометрией лопаток (рис. 5.14), что позволяет поддерживать постоянное давление нагнетаемого воздуха вне зависимости от частоты вращения коленчатого вала. При низкой частоте вращения коленчатого вала двигателя лопатки полностью закрыты, с увеличением частоты вращения лопатки начинают открываться.

Подшипник турбокомпрессора смазывается маслом, поступающим по трубопроводу от центробежного масляного фильтра. Из турбокомпрессора масло по маслоотводящей трубке сливается в картер двигателя.
Для снижения дымности выхлопа при работе двигателя на низкой частоте вращения коленчатого вала во впускной трубе установлены заслонки, изменяющие вихревой поток воздуха, поступаемого в камеры сгорания. Изменение вихревого потока происходит путем поворота заслонок внутри впускной трубы с помощью пневмокамеры, которая подключена к вакуумной системе двигателя.
Система выпуска предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя и снижения уровня шума при работе. Кроме этого система выпуска служит для уменьшения выброса в окружающую среду вредных веществ, возникающих при сгорании топлива.
Одним из важнейших элементов в системе выпуска для снижения выброса вредных веществ является каталитический нейтрализатор. Его размещают как можно ближе к двигателю для быстрого нагрева до рабочей температуры.
Каталитический нейтрализатор состоит из стального корпуса с установленным в него ячеистым керамическим материалом, который покрыт слоем оксида алюминия. В качестве катализатора сверху на слой оксида алюминия методом напыления наносится платина.
Для снижения выброса частиц сажи, образующихся при сгорании топлива, за каталитическим нейтрализатором установлен сажевый фильтр.
Система рециркуляции отработавших газов служит для снижения токсичности выхлопа (за счет уменьшения образования окислов азота). При высокой температуре сгорания топливовоздушной смеси в камере сгорания образуется большое количество окислов азота. Через систему рециркуляции в цилиндры двигателя возвращается часть отработавших газов для их дожигания, что уменьшает концентрацию свежей топливовоздушной смеси и, следовательно, температуру в камере сгорания. Для снижения температуры отработавших газов, перед тем как поступить во впускную трубу, они проходят через охладитель системы.