ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Рис. 5.2. Двигатель 2,3 л (вид сзади): 1 – указатель (щуп) уровня автоматической коробки передач; 2 – вакуумный клапан турбокомпрессора; 3 – пневмопривод турбокомпрессора; 4 – турбокомпрессор; 5 – шланги системы отопления; 6 – верхний термоэкран выпускного коллектора; 7 – управляющий датчик концентрации кислорода; 8 – генератор; 9 – пробка маслоналивной горловины; 10 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 11 – датчик положения коленчатого вала; 12 – натяжитель ремня привода вспомогательных агрегатов; 13 – заглушка отверстия фиксирующего болта; 14 – каталитический нейтрализатор; 15 – диагностический датчик концентрации кислорода; 16 – теплообменник раздаточной коробки; 17 – раздаточная коробка; 18 – автоматическая коробка передач

Рис. 5.3. Двигатель 2,3 л (вид справа): 1 – шланги системы отопления; 2 – каталитический нейтрализатор; 3 – верхний термоэкран выпускного коллектора; 4 – генератор; 5 – крышка головки блока цилиндров; 6 – пробка маслоналивной горловины; 7 – электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения; 8 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 9 – шкив водяного насоса; 10 – вал насоса гидроусилителя; 11 – бачок гидроусилителя рулевого управления; 12 – компрессор кондиционера; 13 – крышка цепи привода газораспределительного механизма; 14 – шкив коленчатого вала; 15 – масляный картер; 16 – промежуточный ролик; 17 – датчик положения коленчатого вала; 18 – натяжной ролик; 19 – раздаточная коробка; 20 – диагностический датчик концентрации кислорода

Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки). В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Впускные и выпускные клапаны снабжены по одной пружине, зафиксированной через тарелку двумя сухарями. Головка блока центрируется на блоке двумя втулками и прикреплена к блоку десятью болтами. Между блоком и головкой установлена безусадочная металлоармированная прокладка. В верхней части головки блока цилиндров выполнены опоры подшипников скольжения двух распределительных валов. Нижние части опор выполнены за одно целое с головкой блока цилиндров, а верхние (крышки) прикреплены к головке болтами. Отверстия опор обрабатывают в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы, на каждую из них нанесен порядковый номер.
Блок цилиндров представляет собой единую отливку из специального алюминиевого сплава, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера. В постелях подшипников (в верхних частях опор) есть выходные отверстия масляных каналов, предназначенных для смазки коренных подшипников, и сквозные отверстия, в которые запрессованы шариковые клапаны с форсунками, через которые масло разбрызгивается на днища поршней и стенки цилиндров. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.
Коленчатый вал, изготовленный из высокопрочного чугуна, вращается в коренных подшипниках, снабженных стальными тонкостенными вкладышами с антифрикционным слоем. Верхние вкладыши, установленные в блоке цилиндров, имеют канавку на внутренней поверхности и сквозную прорезь, по которой из выходного отверстия масляного канала масло поступает к шариковому клапану с форсункой. В нижних вкладышах нет ни канавок, ни прорезей. К заднему концу коленчатого вала шестью болтами прикреплен ведущий диск гидротрансформатора автоматической коробки передач. На переднем конце коленчатого вала установлена звездочка привода газораспределительного механизма и шкив привода вспомогательных агрегатов.
Двигатель оснащен балансировочными валами 6 (рис. 5.4), изготовленными из чугуна. Валы установлены в корпусе 7, закрепленном в нижней части блока цилиндров.

Рис. 5.4. Коленчатый вал с балансировочными валами: 1 – коленчатый вал; 2 – дистанционные шайбы; 3 – балансировочная шестерня коленчатого вала; 4 – приводные шестерни балансировочных валов; 5 – промежуточная шестерня; 6 – балансировочные валы; 7 – корпус балансировочных валов

Балансировочные валы соединены друг с другом косозубыми шестернями и приводятся во вращение от шестерни коленчатого вала, установленной на месте противовеса.
Балансировочные валы служат для уменьшения инерционных сил вертикальных колебаний, вызываемых перемещением деталей кривошипно-шатунного механизма.

Поршни с короткой юбкой изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для маслосъемного и двух компрессионных колец. Шесть сверлений в канавке маслосъемного кольца предназначены для отвода масла, снятого кольцом со стенок цилиндра. По двум из этих сверлений масло подводится к поршневому пальцу.

Поршневые пальцы трубчатого сечения 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 вкладышам.
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения. Шатуны обрабатывают в сборе с крышками. Для того чтобы не перепутать их при сборке, на боковые поверхности шатунов и крышек нанесен порядковый номер цилиндра.

Распределительные валы литые, чугунные.

Распределительный вал привода впускных клапанов имеет информационный диск, обеспечивающий работу датчика положения распределительного вала.

Также на распределительном валу впускных клапанов есть кулачок, приводящий топливный насоса высокого давления.

В распределительном валу привода впускных клапанов предусмотрен масляный канал, по которому под давлением поступает масло к муфте, обеспечивающий изменение фаз газораспределения.
Система смазки комбинированная (см. «Система смазки»).

Масляный картер, отлитый из алюминиевого сплава, прикреплен снизу к блоку цилиндров. Фланец масляного картера уплотнен герметиком-прокладкой. В картере выполнено отверстие для слива масла, закрытое резьбовой пробкой.

Масляный фильтр полнопоточный, разборный, со сменным фильтрующим элементом из пористой бумаги, с перепускным и противодренажным клапанами.

Система вентиляции картера закрытая, принудительная, с отводом картерных газов через маслоотделитель в крышке головки блока цилиндров в полость воздушного фильтра, а маслоотделитель на блоке цилиндров – во впускной коллектор.
Система охлаждения двигателя герметичная, с расширительным бачком (см. «Система охлаждения»).
Система питания описана в отдельном подразделе (см. «Система питания»).

Охладитель надувного воздуха (интеркулер) пластинчато-ленточного типа из алюминиевого сплава.

Турбокомпрессор. На двигателе 2,3 л установлен турбокомпрессор, использующий энергию отработавших газов для наддува воздуха в цилиндры. При большом количестве воздуха, нагнетаемого турбокомпрессором в камеры сгорания, топливо сгорает с большей эффективностью. Такая подача воздуха в цилиндры снижает количество вредных веществ в отработавших газах и повышает мощность. Турбокомпрессор состоит из центробежного одноступенчатого компрессора и радиальной центростремительной турбины.
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 центробежного турбокомпрессора. Через воздушный фильтр центробежный турбокомпрессор всасывает воздух, сжимает его и через охладитель подает под давлением в цилиндры.
Подшипники турбокомпрессора смазываются маслом, поступающим по трубопроводу из системы смазки. Колесо турбины отлито из жаропрочного никелевого сплава и приварено к валу ротора. Колесо компрессора отлито из алюминиевого сплава и закреплено на валу ротора специальной гайкой.

Система зажигания микропроцессорная, состоит из индивидуальных катушек зажигания и свечей зажигания. Катушками зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
Система управления двигателем включает в себя электронный блок управления (ЭБУ), датчики температуры и абсолютного давления во впускном коллекторе и в корпусе воздушного фильтра, положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, положения коленчатого вала, положения распределительного вала, температуры наружного воздуха, концентрации кислорода (управляющий и диагностический), положения педали управления дроссельной заслонкой и тормоза, детонации, а также исполнительные устройства, разъемы и предохранители.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач и главной передачей) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух передних, воспринимающих основную массу силового агрегата, и задней, компенсирующей крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.
Система изменения фаз газораспределения (VCT) двигателя. Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, чем, в свою очередь, достигается повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов.
Механизм изменения фаз газораспределения, установленный на впускном распределительном валу, по сигналу электронного блока управления двигателем поворачивает вал на необходимый угол в соответствии с режимом работы двигателя.

Рис. 5.5. Элементы системы регулирования фаз газораспределения: 1 – крышки подшипников распределительных валов; 2 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения; 3 – механизм изменения фаз газораспределения; 4 – цепь привода газораспределительного механизма

Механизм изменения фаз газораспределения представляет собой гидравлический механизм, соединенный с системой смазки двигателя. Масло из системы смазки двигателя поступает через каналы в газораспределительный механизм. Ротор 2 (рис. 5.6) поворачивает распределительный вал по команде блока управления двигателем.

Рис. 5.6. Механизм изменения фаз газораспределения: 1 – корпус механизма изменения фаз; 2 – ротор; 3 – масляный канал

Для определения положения впускного распределительного вала установлен датчик положения распределительного вала у его задней части.

На шейке распределительного вала расположен информационный диск датчика положения.

На головке блока цилиндров закреплен электромагнитный клапан, гидравлически управляющий механизмом. Электромагнитным клапаном, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.

Применение механизма VCT обеспечивает плавное изменение угла установки впускного распределительного вала в положения раннего и позднего (рис. 5.7) открытия клапанов газораспределения. Блок управления определяет положение впускного распределительного вала по сигналам датчика фазы и датчика положения коленчатого вала и выдает команду на изменение положения вала. В соответствии с этой командой перемещается золотник электромагнитного клапана, например, в направлении большего опережения открытия впускных клапанов. При этом подаваемое под давлением масло поступает через канал в корпусе газораспределительного механизма в корпус механизма VCT и вызывает поворот распределительного вала в требуемом направлении. При перемещении золотника в направлении, соответствующем более раннему открытию клапанов, канал для более позднего их открытия автоматически соединяется со сливным каналом. Если распределительный вал повернулся на требуемый угол, золотник электромагнитного клапана (рис. 5.8) по команде блока управления устанавливается в положение, при котором масло поддерживается под давлением по обе стороны каждой из лопастей ротора муфты. Если требуется поворот распределительного вала в сторону более позднего открытия клапанов, процесс регулирования проводится с подачей масла в обратном направлении.

Рис. 5.7. Процесс изменения фазы газораспределения: А – установка впускного распределительного вала в положение раннего открытия клапанов газораспределения; Б – установка впускного распределительного вала в положение позднего открытия клапанов газораспределения; 1 – распределительный вал; 2 – механизм изменения фаз газораспределения; 3 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения

Рис. 5.8. Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения: 1 – электромагнит; 2 – золотник клапана; 3 – кольцевая проточка, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров со второй рабочей камерой механизма изменения фаз газораспределения; 4 – кольцевая проточка для отвода масла; 5 – кольцевая проточка, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров с первой рабочей камерой механизма изменения фаз газораспределения; 6 – отверстие подвода масла из главной магистрали; 7 – пружина клапана; 8 – отверстие для слива масла; А – полость, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров с первой рабочей камерой гидромуфты механизма изменения фаз газораспределения; В – полость, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров со второй рабочей камерой механизма изменения фаз газораспределения

Элементы системы VCT (электромагнитные клапаны и механизмы динамического изменения положения распределительных валов) представляют собой прецизионно изготовленные узлы. В связи с этим при выполнении технического обслуживания или ремонта системы изменения фаз газораспределения допускается лишь замена элементов системы в сборе.
Впускной коллектор из алюминиевого сплава, с изменяемой геометрией (рис. 5.9). Рядом с клапаном управления заслонками системы изменения геометрии впускного коллектора на головке блока цилиндров установлен ресивер системы изменения геометрии впускного коллектора. Через этот ресивер разрежение подводится к пневмоприводу 1 заслонок, изменяющих длину каналов впускного коллектора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. На неработающем двигателе заслонки 3 открыты. При пуске двигателя заслонки под действием разрежения закрываются и остаются закрытыми до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала двигателя не превысит 4500 мин^–1 – длина каналов впускного коллектора при этом минимальная. Если частота вращения становится выше указанного значения, по команде электронного блока управления двигателем открываются заслонки, в результате чего к каналам впускного коллектора подключается дополнительный объем.

Рис. 5.9. Система изменения геометрии впускного коллектора: 1 – пневмопривод заслонок системы изменения геометрии впускного коллектора; 2 – дроссельный узел; 3 – заслонки системы изменения геометрии впускного коллектора; 4 – впускной коллектор

Управление длиной каналов впускного коллектора позволяет улучшить наполнение цилиндров воздухом путем использования резонансного наддува, вследствие чего улучшаются показатели мощности и топливной экономичности двигателя.

Система рециркуляции отработавших газов, приводимая в действие электроклапаном рециркуляции, по сигналам электронного блока системы управления двигателем часть отработавших газов с предварительным охлаждением перепускает во впускной коллектор. Этим достигается снижение токсичности выбросов и соблюдение современных экологических норм.