ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ 2,5 Л

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 выполнено по пять опор 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. На двигателе 2,5 л функцию передних опор выполняет суппорт системы динамической регулировки фаз газораспределения, который одновременно удерживает распределительные валы от осевого смещения.
Блок цилиндров представляет собой единую отливку из специального высокопрочного чугуна, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера. Цилиндры расточены непосредственно в теле блока.
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. К заднему концу коленчатого вала шестью болтами прикреплен маховик. На переднем конце коленчатого вала установлена звездочка привода газораспределительного механизма и шкив привода вспомогательных агрегатов.
Двигатель объемом 2,5 л оснащен балансировочными валами 6 (рис. 5.26), изготовленными из чугуна. Валы установлены в корпусе 7, закрепленном в нижней части блока цилиндров.

Рис. 5.26. Коленчатый вал с балансировочными валами двигателя объемом 2,5 л: 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.

Газораспределительный механизм (рис. 5.27) закрыт пластмассовой крышкой головки блока цилиндров. В ней установлен маслоотделитель системы вентиляции картера.

Рис. 5.27. Газораспределительный механизм: 1 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения; 2 – цепь; 3 – звездочки распределительных валов; 4 – башмак натяжителя цепи; 5 – натяжитель цепи; 6 – шестерня коленчатого вала; 7 – успокоитель цепи; 8 – распределительные валы; 9 – толкатель клапана; 10 – клапан; 11 – механизм регулирования положения распределительного вала впускных клапанов

Система смазки комбинированная: наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные – или направленным разбрызгиванием, или разбрызгиванием масла, вытекающего из зазоров между сопрягаемыми деталями. Давление в системе смазки создается шестеренчатым масляным насосом, установленным снаружи в передней части блока цилиндров и приводимым в действие цепью от коленчатого вала.
Насос всасывает масло из масляного картера двигателя через маслоприемник и через полнопоточный масляный фильтр с фильтрующим элементом из пористой бумаги подает его в главную масляную магистраль, расположенную в теле блока цилиндров. От главной магистрали отходят каналы подвода масла к коренным подшипникам коленчатого вала. К шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала, и далее разбрызгивается на стенки цилиндров и днища поршней масляными форсунками.
Для смазки подшипников распределительных валов масло из вертикального канала поступает в каналы распределительных валов через радиальное отверстие в шейках подшипников и распределяется по ним.
Кулачки распределительного вала смазываются маслом, поступающим из центральных осевых каналов через радиальные отверстия в кулачках.
Излишнее масло сливается из головки блока в масляный картер через вертикальные дренажные каналы.
Масляные форсунки, установленные в блоке цилиндров и направленные на днища поршней, служат для охлаждения поршней разбрызгиванием масла. Давление масла в системе смазки двигателя воздействует на шариковый клапан в масляной форсунке, открывает и закрывает масляный канал в форсунке, управляя началом и прекращением подачи масла.
Особенностью системы смазки двигателя рабочим объемом 2,5 л является наличие системы изменения фаз газораспределения, в гидросистему которой масло подается из главной масляной магистрали 6 (рис. 5.28) двигателя.

Рис. 5.28. Система смазки двигателя: 1 – возвратная магистраль; 2 – распределительный вал выпускных клапанов; 3 – электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения; 4 – распределительный вал выпускных клапанов; 5 – механизм изменения фаз газораспределения распределительного вала впускных клапанов; 6 – главная масляная магистраль; 7 – головка блока цилиндров; 8 – блок цилиндров; 9 – шестерня привода балансировочных валов; 10 – масляный картер; 11 – балансировочные валы; 12 – маслоприемник; 13 – масляная форсунка; 14 – масляный насос; 15 – коленчатый вал; 16 – охладитель масла; 17 – масляный фильтр; 18 – натяжитель цепи привода газораспределительного механизма

Электромагнитный клапан 3 по сигналам блока управления двигателем подает в рабочие полости механизма изменения фаз газораспределения масло или сливает масло из этих полостей.

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, неразборный (как вариант может быть установлен разборный масляный фильтр со сменным фильтрующим элементом из пористой бумаги), с перепускным и противодренажным клапанами.
Система вентиляции картера закрытая, принудительная, с отводом картерных газов через маслоотделитель в полость воздушного фильтра.
Система охлаждения двигателя жидкостная (с принудительной ее циркуляцией), герметичная, с расширительным бачком.
Систему заполняют жидкостью на основе этиленгликоля (антифризом), не замерзающей при температуре окружающей среды до –40 °С.
Система питания двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива и регулятора давления топлива, установленных в модуле топливного насоса, компенсатора пульсаций давления топлива, форсунок и топливных трубопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.
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 (контроллер), датчики температуры и абсолютного давления во впускном коллекторе, положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, положения коленчатого вала, положения распределительного вала, температуры наружного воздуха, концентрации кислорода (управляющий и диагностический), положения педалей управления дроссельной заслонкой, тормоза, детонации, а также исполнительные устройства, разъемы и предохранители.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач, сцеплением 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 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.
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. 5.30) поворачивает распределительный вал по команде блока управления двигателем.
Для определения мгновенного положения распределительного вала установлен датчик положения распределительного вала у задней части распределительного вала. На шейке распределительного вала расположено задающее кольцо датчика положения.
На передней части головки блока цилиндров установлен суппорт 5 (рис. 5.29) системы изменения фазы газораспределения, одновременно выполняющий функции крышек передних подшипников и держателя сальников распределительных валов. На головке блока цилиндров закреплен электромагнитный клапан, гидравлически управляющий механизмом. Электромагнитным клапаном, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.

Рис. 5.29. Элементы системы регулирования фаз газораспределения двигателя 2,5 л: 1 – механизм регулирования положения распределительного вала впускных клапанов; 2 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения; 3 – цепь привода газораспределительного механизма; 4 –распределительный вал впускных клапанов; 5 – крышки подшипников распределительных валов

Рис. 5.30. Механизм изменения фаз газораспределения: 1 – корпус механизма изменения фаз; 2 – ротор; 3 – масляный канал

Применение механизма изменения фазы газораспределения обеспечивает плавное изменение угла установки впускного распределительного вала в положения раннего и позднего (рис. 5.31) 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. 5.32) 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. 5.31. 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. 5.32. Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения двигателя 2,5 л: 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 пластиковый, с изменяемой геометрией и дополнительными вихревыми заслонками 3 (рис. 5.33) на входе в каждый цилиндр.

Рис. 5.33. Вихревые заслонки впускного коллектора: 1 – привод вихревых заслонок; 2 – впускная труба; 3 – вихревые заслонки

При работе двигателя с малой нагрузкой вихревые заслонки закрыты и создают вихревое движение поступающей в цилиндр топливовоздушной смеси, что способствует более полному сгоранию топлива. Благодаря этому уменьшаются расход топлива и токсичность отработавших газов. При повышении нагрузки вихревые заслонки открываются под действием разрежения, подводимого к приводу 1 заслонок через управляемый электронным блоком двигателя электромагнитный клапан.
Рядом с клапаном управления вихревыми заслонками на головке блока цилиндров установлен электромагнитный клапан управления длиной каналов впускного коллектора. Через этот клапан разрежение подводится к приводу 2 (рис. 5.34) заслонок, изменяющих длину каналов впускного коллектора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. На неработающем двигателе заслонки 1 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. 5.34. Система управления длиной каналов впускного коллектора: 1 – заслонка управления длиной каналов впускного коллектора; 2 – привод заслонок управления длиной каналов впускного коллектора; 3 – привод вихревых заслонок

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