ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ 4HN ОБЪЕМОМ 2,2 Л

Блок цилиндров из чугуна, с литыми гильзами цилиндров выполнен с двойными стенками, за счет чего обеспечивается высокая прочность. Зеркала цилиндров расточены непосредственно в блоке цилиндров. Для фиксации прокладки головки блока цилиндров в блоке цилиндров служат два отверстия для направляющих втулок.
Головка блоков цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава. Впускные и выпускные клапаны имеют по одной пружине. Головка блока цилиндров прикреплена к блоку цилиндров десятью винтами и центрируется двумя втулками.
Между блоком и головкой установлена безусадочная металлоармированная прокладка.
Крышка головки цилиндров изготовлена из легкого алюминиевого сплава, а крышка газораспределительного механизма – из легкого полипропилена с внутренним слоем из поглощающего шум вспененного материала.
Для уплотнения крышки головки цилиндров используется герметик Loctite 51, рекомендованный заводом-изготовителем.
Распределительные валы литые, изготовлены из чугуна.
Распределительный вал выпускных клапанов приводится с помощью зубчатого ремня от коленчатого вала, распределительный вал впускных клапанов – цепью от выпускного распределительного вала. Натяжение цепи осуществляется натяжителем.
Коленчатый вал 12 (см. рис. 5.27) изготовлен из катаной стали и имеет пять коренных шеек, снабженных тонкостенными стальными вкладышами с антифрикционным слоем. К заднему концу коленчатого вала восьмью болтами прикреплен маховик. На коленчатый вал установлены зубчатая шестерня привода газораспределительного механизма, зубчатый шкив привода вспомогательных агрегатов и гаситель крутильных колебаний для сглаживания пульсаций от ремня привода вспомогательных агрегатов.
Шатуны изготовлены из кованой стали. Нижняя головка шатуна составная. Крышка прикреплена к шатуну двумя болтами.
Для того чтобы не перепутать шатуны при сборке, на боковые поверхности шатунов и крышек нанесен порядковый номер цилиндра.
Поршни 4 (рис. 5.28) изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для одного маслосъемного и двух компрессионных колец. Сверления в канавке маслосъемного кольца предназначены для отвода масла, снятого кольцом со стенок цилиндра. По двум из этих сверлений масло подводится к поршневому пальцу через дополнительный канал охлаждения.

Рис. 5.28. Поршень и шатун: 1 – нижнее маслосъемное кольцо; 2 – нижнее компрессионное кольцо; 3 – верхнее компрессионное кольцо; 4 – поршень; 5 – поршневой палец; 6 – стопорное кольцо; 7 – шатун

Поршневые пальцы 5 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.
Система смазки комбинированная (подробнее см. «Система смазки»).
Снизу к блоку цилиндров двадцатью винтами прикреплен масляный картер. Фланец масляного картера уплотнен герметиком-прокладкой. В картере выполнено отверстие для слива масла, закрытое резьбовой пробкой.
Система охлаждения двигателя герметичная, с расширительным бачком (подробнее см. «Система охлаждения»).
Система питания дизельного двигателя (рис. 5.29) состоит из подкачивающего топливного насоса, установленного в топливном баке 31, дроссельного узла, фильтра 33 тонкой очистки топлива, перепускного клапана 9, топливного насоса 1 высокого давления (ТНВД), форсунок 10 и топливных трубопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.

Рис. 5.29. Система питания дизельного двигателя с системой сommon rail: 1 – топливный насос высокого давления; 2 – электромагнитный клапан выключения передачи; 3 – редукционный клапан топливного насоса высокого давления; 4 – топливная рампа; 5 – датчик давления в топливной рампе; 6 – блок управления свечами накаливания; 7 – ограничитель подачи топлива; 8 – датчик температуры топлива; 9 – перепускной клапан; 10 – форсунка; 11 – датчик частоты вращения распределительного вала; 12 – датчик температуры всасываемого воздуха; 13 – датчик давления нагнетаемого воздуха; 14 – датчик массового расхода воздуха; 15 – турбокомпрессор; 16 – вакуумный насос; 17 – привод клапана перепуска отработавших газов; 18 – дисплей системы диагностики с диагностическим разъемом; 19 – блок управления компрессором кондиционера; 20 – компрессор кондиционера; 21 – привод клапана рециркуляции отработавших газов; 22 – электронный блок управления системой поддержания скорости автомобиля (круиз контроль); 23 – датчик скорости автомобиля; 24 – концевой выключатель; 25 – датчик положения педали тормоза; 26 – датчик положения педали акселератора; 27 – комбинация приборов; 28 – датчик частоты вращения коленчатого вала; 29 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 30 – аккумуляторная батарея; 31 – топливный бак; 32 – электронный блок управления двигателем; 33 – фильтр тонкой очистки топлива; 34 – свеча накаливания с закрытым нагревательным элементом

Система питания дизельного двигателя оборудована системой питания сommon rail. В обычной системе питания дизельного двигателя ТНВД повышает давление в соответствующем топливопроводе и форсунке при впрыске каждой порции топлива, а подача ТНВД зависит от частоты вращения коленчатого вала.
Система сommon rail оборудована топливной рампой, в которой установлены датчик давления и перепускной клапан. Топливо в магистралях находится под постоянным давлением. Форсунки оборудованы специальными электромагнитными клапанами и управляются электронным блоком в соответствии с конкретными условиями работы двигателя. Высокое давление, под которым топливо впрыскивается в цилиндр, создается даже при самом низкой частоте вращения коленчатого вала.
Электронный блок управления регулирует момент впрыска, количество поступающего топлива и сам процесс подачи топлива, в результате чего достигается оптимальный режим работы дизельного двигателя.
Система управления двигателем включает в себя электронный блок управления, датчики, а также исполнительные устройства, разъемы и предохранители.
Охладитель наддувочного воздуха (интеркулер) пластинчато-ленточного типа из алюминиевого сплава соединен патpубками и тpубопpоводами с впускным коллектоpом дизеля.

Турбокомпрессор. На дизеле установлен турбокомпрессор, использующий энергию отработавших газов для наддува воздуха в цилиндры дизеля. 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 воздухоочиститель центробежный турбокомпрессор всасывает воздух, сжимает его и подает под давлением в цилиндры дизеля.
Подшипник турбокомпрессора смазывается маслом, поступающим по трубопроводу от центробежного масляного фильтра. Из турбокомпрессора масло сливается по маслоотводящей трубке в картер дизеля. Колесо турбины отлито из жаропрочного никелевого сплава и приварено к валу ротора. Колесо компрессора отлито из алюминиевого сплава и закреплено на валу ротора с помощью специальной гайки.
В турбокомпрессоре предусмотрены контактные газомасляные уплотнения с пружинными кольцами. Со стороны турбины уплотнительные кольца установлены в канавке втулки, напрессованной на вал ротора, со стороны компрессора – в канавке втулки компрессора. Для повышения эффективности масляного уплотнения со стороны компрессора зона уплотнительного кольца отделена от зоны активного выброса масла из подшипника маслоотражателем, образующим дополнительный лабиринт.
Давление наддува регулируется путем перепуска части отработавших газов мимо турбины при превышении давления наддува через перепускной клапан, встроенный в корпус турбины. Рычаг перепускного клапана соединен регулируемой тягой с исполнительным механизмом, который, в свою очередь, соединен воздуховодом с выходом компрессора. Настройка регулятора на определенное давление проводится изменением длины тяги. Изменение заводской регулировки тяги в ходе эксплуатации не рекомендуется.

Система выпуска двигателя для снижения выброса частиц сажи, образующихся при сгорании топлива, снабжена специальным фильтром (сажевый фильтр).
Сажевый фильтр (рис. 5.30) служит для поглощения вредных частиц отработавших газов. Он представляет собою ячеистую структуру из керамики на основе карбида кремния. Керамическая матрица, заключенная в металлический корпус, пронизана множеством параллельно расположенных каналов малого сеченья, закрытых попеременно то с одной, то с другой стороны. Поэтому различают впускные и выпускные каналы, разделенные между собой фильтрующими стенками, состоящими из пористого карбида кремния. Они покрыты смесью оксидов алюминия и церия, выполняющих функцию подложки для катализатора, в качестве которого используется благородный металл платина.

Блок балансирных валов расположен под коленчатым валом. Сборочный узел блока прикреплен восьмью болтами к нижней части блока цилиндров.
Шестерня привода балансирных валов на коленчатом валу приводит во вращение приводной балансирный вал в направлении, противоположном вращению коленчатого вала. Ведомый балансирный вал вращается от приводного балансирного вала по направлению, совпадающему с направлением вращения коленчатого вала.
Система рециркуляции отработавших газов (EGR). Через нее часть отработавших газов снова направляется в поток свежего воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Содержание возвращенных отработавших газов в значительной степени зависит от частоты вращения и нагрузки двигателя. Особенно эффективен возврат отработавших газов в нижнем диапазоне частичных нагрузок. При благоприятных условиях доля возврата может превышать 60%. Клапан EGR состоит из электродвигателя постоянного тока и датчика положения.
В контур системы охлаждения двигателя включен радиатор системы рециркуляции отработавших газов. За счет охлаждения системы EGR снижается уровень выбросов оксида азота.