ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Автор:

Третий Рим

Средний

шагов 20

30 мин - 1 час

Комментарии:

Избранное: 0

Шаг 1

Автомобили Nissan Juke оснащают поперечно расположенными четырехтактными четырехцилиндровыми бензиновыми инжекторными 16-клапанными двигателями рабочим объемом 1,6 л моделей HR16DE (117 л.с.) и MR16DDT (190 л.с.). Двигатель MR16DDT оснащен турбонаддувом.
Все двигатели – с рядным вертикальным расположением цилиндров, жидкостного охлаждения. Распределительные валы приводятся во вращение цепью. В данном разделе подробно рассмотрен двигатель модели HR16DE (рис. 5.1 и 5.2) как наиболее распространенный в России. Особенности конструкции двигателя MR16DDT описаны отдельно (см. «ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ MR16DDT»).

Действие поршневого двигателя внутреннего сгорания основано на использовании работы теплового расширения нагретых газов во время движения поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ). Нагревание газов в положении ВМТ достигается в результате сгорания в цилиндре топлива, перемешанного с воздухом. При этом повышается температура газов и давление. Поскольку давление под поршнем равно атмосферному, а в цилиндре оно намного больше, поршень под действием перепада давления будет перемещаться вниз, а газы – расширяться, совершая полезную работу. чтобы двигатель постоянно вырабатывал механическую энергию, в цилиндр необходимо периодически подавать через впускной клапан смесь воздуха с топливом. Продукты сгорания топлива после их расширения удаляются из цилиндра через выпускной клапан. Эти задачи выполняют газораспределительный механизм, управляющий открытием и закрытием клапанов, и система подачи топлива. Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Шаг 2

Рис. 5.1. Силовой агрегат с двигателем HR16DE (вид сзади): 1 – дроссельный узел; 2 – датчик положения распределительного вала выпускных клапанов; 3 – головка блока цилиндров; 4 – шланги системы охлаждения; 5 – кронштейн крепления левой опоры подвески силового агрегата; 6 – управляющий датчик концентрации кислорода; 7 – вариатор; 8 – впускная труба; 9 – крышка головки блока цилиндров; 10 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения распределительного вала выпускных клапанов; 11 – крышка цепи привода газораспределительного механизма; 12 – термоэкран выпускного коллектора; 13 – выпускной коллектор; 14 – блок цилиндров; 15 – датчик положения коленчатого вала; 16 – шкив коленчатого вала; 17 – термоэкран внутреннего шарнира равных угловых скоростей; 18 – масляный картер; 19 – крышка масляного картера

Шаг 3

Рис. 5.2. Силовой агрегат с двигателем HR16DE (вид спереди): 1 – впускная труба; 2 – крышка головки блока цилиндров; 3 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения распределительного вала впускных клапанов; 4 – указатель уровня масла (маслоизмерительный щуп); 5 – генератор; 6 – датчик детонации; 7 – корпус термостата; 8 – датчик температуры масла; 9 – датчик давления масла; 10 – натяжной ролик ремня привода вспомогательных агрегатов; 11 – блок цилиндров; 12 – масляный картер; 13 – масляный фильтр; 14 – датчик уровня масла; 15 – крышка масляного картера; 16 – дроссельный узел; 17 – датчик положения распределительного вала впускных клапанов; 18 – головка блока цилиндров; 19 – водораспределитель; 20 – кронштейн крепления левой опоры подвески силового агрегата; 21 – теплообменник; 22 – охладитель моторного масла; 23 – вариатор

Шаг 4

Головка блока цилиндров двигателей 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.
Распределительные валы литые, чугунные. На обоих распределительных валах установлены механизмы изменения фаз газораспределения и задающие кольца датчиков положения распределительного вала.
Блок цилиндров двигателя представляет собой единую отливу из специального легкого алюминиевого сплава, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала. В нижней части блока выполнены пять постелей коренных подшипников, крышки которых обработаны в сборе с блоком и невзаимозаменяемы. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.

Шаг 5

Коленчатый вал вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем, и зафиксирован от осевых перемещений двумя полукольцами, установленными в проточки постели среднего коренного подшипника.

Шаг 6

Маховик отлит из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала и закреплен шестью болтами через прижимную пластину. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. На автомобили с вариатором вместо маховика установлен ведущий диск.

Шаг 7

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.

Шаг 8

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.

Шаг 9

Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.

Шаг 10

Система смазки комбинированная (см. «Система смазки»).
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.
Система состоит из двух ветвей – большой и малой.
При работе двигателя на холостом ходу и в режимах малых нагрузок, когда разрежение во впускной трубе велико, картерные газы через клапан системы вентиляции картера двигателя, установленный на крышке головки блока цилиндров, по малой ветви системы всасываются впускной трубой. Клапан открывается в зависимости от разрежения во впускной трубе и таким образом регулирует поток картерных газов.
В режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка открыта на большой угол, разрежение во впускной трубе снижается, а в воздухоподводящем рукаве возрастает. Картерные газы через шланг большой ветви, подсоединенный к штуцеру на крышке головки блока, в основном поступают в воздухоподводящий рукав, а затем через дроссельный узел – во впускную трубу и в 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. 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 двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, расположенного в модуле топливного насоса, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.
Для более точного дозированного впрыска топлива на каждый цилиндр установлено по две форсунки (по одной на каждый впускной клапан).
Система зажигания двигателя микропроцессорная, состоит из катушек и свечей зажигания. Катушками зажигания управляет электронный блок (контроллер) системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач/вариатором) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух верхних боковых (правой и левой), воспринимающих основную массу силового агрегата, и задней нижней, компенсирующей крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.
Система изменения фаз газораспределения двигателей. 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.
Механизмы изменения фаз газораспределения (рис. 5.3) установлены на впускном и выпускном распределительных валах. По сигналу электронного блока управления двигателем механизмы поворачивают валы на необходимый угол в соответствии с режимом работы двигателя.

Шаг 11

Рис. 5.3. Элементы системы регулирования фаз газораспределения: 1 – механизм изменения фаз газораспределения распределительного вала выпускных клапанов; 2 – цепь привода газораспределительного механизма; 3 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения распределительного вала выпускных клапанов; 4 – крышки подшипников распределительных валов; 5 – задающее кольцо датчика положения распределительного вала выпускных клапанов; 6 – задающее кольцо датчика положения распределительного вала впускных клапанов; 7 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения распределительного вала впускных клапанов; 8 – передняя крышка подшипников распределительных валов; 9 – механизм изменения фаз газораспределения распределительного вала впускных клапанов

Шаг 12

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. 5.4) поворачивает распределительный вал по команде блока управления двигателем.
Для определения мгновенного положения распределительных валов установлены датчики положения распределительного вала у задней части распределительных валов. На шейке распределительных валов расположены задающие кольца датчиков положения.

Шаг 13

Рис. 5.4. Механизм изменения фаз газораспределения: 1 – корпус механизма изменения фаз; 2 – ротор; 3 – масляный канал

Шаг 14

На головке блока цилиндров с левой и правой стороны закреплены электромагнитные клапаны, гидравлически управляющие механизмами. Электромагнитными клапанами, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.
Применение механизма изменения фаз газораспределения обеспечивает плавное изменение угла установки распределительного вала в положения раннего и позднего (рис. 5.5) открытия клапанов. Блок управления определяет положение 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 клапанов. При этом подаваемое под давлением масло поступает через канал в корпусе газораспределительного механизма в корпус механизма изменения фазы газораспределения и вызывает поворот распределительного вала в требуемом направлении. При перемещении золотника в направлении, который соответствует 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. 5.6) 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.

Шаг 15

Рис. 5.5. Процесс изменения фаз газораспределения: А – установка распределительного вала в положение раннего открытия клапанов газораспределения; Б – установка распределительного вала в положение позднего открытия клапанов газораспределения; 1 – распределительный вал; 2 – механизм изменения фаз газораспределения; 3 – электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения

Шаг 16

Рис. 5.6. Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения: 1 – пружина клапана; 2 – отверстие для слива масла; 3 – электромагнит; 4 – золотник клапана; 5 – кольцевая проточка, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров со второй рабочей камерой механизма изменения фаз газораспределения; 6 – кольцевая проточка для отвода масла; 7 – кольцевая проточка, соединенная каналом в крышке головки блока цилиндров с первой рабочей камерой механизма изменения фаз газораспределения; 8 – отверстие подвода масла из главной магистрали; 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

Шаг 17

Элементы системы изменения фаз газораспределения (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.

Шаг 18

При известном навыке и внимательности многие неисправности двигателя и его систем можно довольно точно определить по цвету дыма, выходящего из выхлопной трубы. Синий дым свидетельствует о попадании масла в камеры сгорания, причем постоянное дымление – признак сильного износа деталей цилиндропоршневой группы. Появление дыма при перегазовках, после длительного прокручивания стартером, после долгой работы на холостом ходу или сразу после торможения двигателем указывает, как правило, на износ маслосъемных колпачков клапанов. Черный дым возникает из-за слишком богатой смеси вследствие неисправности системы управления двигателем или форсунок. Сизый или густой белый дым с примесью влаги (особенно после перегрева двигателя) означает, что охлаждающая жидкость проникла в камеру сгорания через поврежденную прокладку головки блока цилиндров. При сильном повреждении этой прокладки жидкость иногда попадает и в масляный картер, уровень масла резко повышается, а само масло превращается в мутную белесую эмульсию. Белый дым (пар) при непрогретом двигателе во влажную или в холодную погоду – нормальное явление.
Довольно часто можно увидеть стоящий посреди городской пробки автомобиль с открытым капотом, испускающий клубы пара. Перегрев. Лучше, конечно, этого не допускать, не пропустив момент загорания сигнализатора перегрева двигателя. Но никто не застрахован от того, что может неожиданно отказать термостат, электровентиляторы или просто потечь охлаждающая жидкость. Если вы упустили момент перегрева, не паникуйте и не усугубляйте ситуацию. Не так страшен перегрев, как его возможные последствия. Никогда сразу же не глушите двигатель – он получит тепловой удар и, возможно, остыв, вообще откажется заводиться. Остановившись, дайте ему поработать на холостых оборотах, тогда в системе сохранится циркуляция жидкости. Включите на максимальную мощность отопитель и откройте капот. Если есть возможность, поливайте радиатор холодной водой. Только добившись снижения температуры, остановите двигатель. Но никогда сразу не открывайте пробку радиатора: на перегретом двигателе гейзер из-под открытой пробки обеспечен. Не спешите, дайте всему остыть, и вы сохраните не только здоровье машины, но и ваше собственное.
Практически во всех инструкциях к автомобилю содержится рекомендация – при пуске двигателя обязательно выжать сцепление. Эта рекомендация оправдана только в случае пуска в сильный мороз, чтобы не тратить энергию аккумулятора на проворачивание валов и шестерен коробки передач в загустевшем масле. В остальных случаях эта мера направлена лишь на то, чтобы автомобиль не тронулся, если по забывчивости включена передача. Этот прием вреден для двигателя, так как при выжатом сцеплении через него на упорный подшипник коленчатого вала передается значительное усилие, а при пуске (особенно холодном) смазка к нему долго не поступает. Подшипник быстро изнашивается, коленчатый вал получает осевой люфт, а трогание с места начинает сопровождаться сильной вибрацией. Для того чтобы не портить двигатель, возьмите в привычку проверять перед пуском положение рычага переключения передач и пускать двигатель при затянутом ручном тормозе, не выжимая сцепление без крайней необходимости.

Шаг 19

Шаг 20

Комментарии

Загрузка комментариев...

Готово!