ДВИГАТЕЛЬ

Mazda CX-7. ДВИГАТЕЛЬ

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Устанавливают четырехцилин­дровые, бензиновые, жидкостного охлаж­дения двигатели с рабочим объемом 2,3 л (238 л.с.) и 2,5 л (163 л.с.).

В данном разделе подробно описан дви­гатель 2,3 л (238 л.с.). Особенности кон­струкции и обслуживания двигателя 2,5 л (163 л.с.) описаны отдельно (см. "Особен­ности конструкции двигателя 2,5 л», с. 131).

Двигатель 2,3 л (рис. 5.1-5.3) оснащен системой зажигания с индивидуальными катушками зажигания, системой измене­ния фаз газораспределения, электронной системой управления дроссельной заслон­кой, системой рециркуляции отработавших газов, системой изменения геометрии впу­ска, турбокомпрессором с охладителем и непосредственным впрыском топлива. Ука­занные системы улучшают мощностные и динамические характеристики двигателя, а также его топливную экономичность и уме­ньшают токсичность отработавших газов.

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 цилинрла 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.

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 бо-

ковые 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», с. 95).

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 гер-

метичная, с расширительным бачком (см. «Система охлаждения», с. 98).

Система питания описана в отдельном подразделе (см. «Система питания», с. 115). 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 турбо-

компрессором 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.

Механизм изменения фаз газораспре­деления представляет собой гидравличе-

ский 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.

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.

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.

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.