Kia Ceed (2012+). ДВИГАТЕЛЬ G4FA, G4FG

Kia Ceed (2012+). ДВИГАТЕЛЬ G4FA, G4FG

Автомобили KIA Cee’d для российского рынка оснащают поперечно расположенными четырехтактными четырехцилиндровыми бензиновыми инжекторными 16-клапанными двигателями G4FA (1,4 л, 99 л.с.) и G4FG (1,6 л, 129 л.с.). Все двигатели - с рядным вертикальным расположением цилиндров, жидкостного охлаждения. Общий вид двигателя G4FA показан на рис. 5.1.

Распределительные валы двигателей приводятся во вращение цепью. Отличительной особенностью двигателей является наличие электронной системы изменения фаз газораспределения (CWT), динамически регулирующей положение

впускного (на двигателе объемом 1,4 л) или обоих (на двигателе объемом 1,6 л) распределительных валов. Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, в результате чего повышается мощность, улучшается топливная экономичность и снижается токсичность отработавших газов.

Механизмы изменения фаз газораспределения, установленные на одном или обоих распределительных валах, по сигналу электронного блока управления двигателем поворачивают соответствующий 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 распределительный механизм. Ротор 2 (рис. 5.2) поворачивает распределительный вал по команде блока управления двигателем.

Для определения мгновенного положения впускного распределительного вала двигателя 1,4 л или обоих распределительных валов двигателя 1,6 л установлены соответственно один или два датчика положения распределительных валов. На шейке соответствующего распределительного вала расположено задающее кольцо датчика положения.

На головке блока цилиндров закреплены один (на двигателе 1,4 л) или два (на двигателе 1,6 л) электромагнитных клапана, гидравлически управляющие механизмами. Электромагнитными клапанами, в свою очередь, управляет электронный блок системы управления двигателем.

Применение механизма CWT обеспечивает плавное изменение угла установки распределительного вала в положения раннего и позднего открытия клапанов газораспределения (рис. 5.3). Блок управления определяет положение впускного распределительного вала по сигналам датчика положения распределительного вала и датчика положения коленчатого вала и выдает команду на изменение положения вала.

Рис. 5.1. Двигатель G4FA (1,4 л): 1 - кронштейн правой опоры подвески силового агрегата, 2 - ремень привода силового агрегатов; 3 - генератор; 4 - электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения (LWT); 5 - пробка маслоналивной горловины; б - крышка головки блока цилиндров; 7 - указатель (щуп) уровня масла, 8 - топливная рампа; 9 - впускная труба; 10 - датчик положения распределительного вала; 11 - дроссельный узел; 12 - водораспределитель; 13 - датчик положения коленчатого вала; 14 - стартер; 15 - масляный картер; 16 - датчик давления масла; 17 - масляный фильтр; 18 - блок цилиндров; 19 - направляющая указателя уровня масла; 20 - корпус термостата; 21 - пробка маслосливного отверстия; 22 - поддон масляного картера

Рис. 5.2. Механизм изменения фаз газораспределения: 1 - корпус механизма изменения фаз; 2 - ротор; 3 - масляный канал

Рис, 5.3. 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. 5.4. Электромагнитный клапан системы изменения фаз газораспределения: А - полость, соединенная каналов 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; 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

В соответствии с этой командой перемещается золотник 2 (рис. 5.4) 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 CWT и вызывает поворот распределительного вала в требуемом направлении. При перемещении золотника в направлении, соответствующем более раннему открытию кла-
панов, канал для более позднего их открытия автоматически соединяется со сливным каналом. Если распределительный вал повернулся на требуемый угол, золотник электромагнитного клапана 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 CWT (электромагнитные клапаны и механизмы динамического изменения положения распределительного вала) представляют собой прецизионно изготовленные узлы. В связи с этим при выполнении технического обслужива-
ния или ремонта системы изменения фаз газораспределения допускается лишь замена элементов системы в сборе.

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.

Блок цилиндров двигателя представляет собой единую отливку из специального алюминиевого сплава, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала. В блоке цилиндров установлены тонкостенные чугунные гильзы. В нижней части блока выполнены пять постелей коренных подшипников, обработанные в сборе с блоком и невзаимозаменяемые,

а на блоке цилиндров - специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.

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

Маховик отлит из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала через установочную втулку и закреплен шестью болтами через шайбу. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Поскольку маховик выполнен довольно тонким, для его усиления служит дистанционная шайба, а вместо резьбовых отверстий для крепления кожуха нажимного диска сцепления на тыльной поверхности маховика для этой цели приварены гайки. На автомобили с автоматической коробкой передач вместо маховика устанавливают ведущий диск гидротрансформатора.

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для колец - маслосъемного и двух компрессионных. Поршни дополнительно охлаждаются маслом, подаваемым через отверстие в верхней головке шатуна и разбрызгиваемым на днище поршня.

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.

Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.

Система смазки комбинированная (подробнее см. «Система смазки», с. 94).

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, картер-ные 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 поликлиновым ремнем, одновременно приводящим генератор. 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.

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, сцеплением и главной передачей) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух боковых (правой и левой), воспринимающих основную массу силового агрегата, и задней, компенсирующей крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.

Особенностью двигателя G4FG (1,6 л), помимо наличия механизма изменения фаз газораспределения на выпускном распределительном валу, является впускная труба с изменяемой длиной каналов.

На впускной трубе двигателя G4FG установлен электромагнитный клапан управления длиной каналов.
Через этот клапан подводится разрежение к приводу заслонок, изменяющих длину каналов в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. На неработающем двигателе заслонки 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 впускной трубы при этом минимальная. При превышении указанной частоты вращения заслонки по команде электронного блока управления двигателем открываются, подключая дополнительный объем к каналам впускной трубы. Управление длиной каналов впускной трубы позволяет улучшить наполнение цилиндров воздухом путем использования резонансного наддува. При этом улучшаются показатели мощности и топливной экономичности двигателя.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

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, почаще поглядывая на указатель температуры. 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, остыв, возможно, 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 заливной горловины системы охлаждения: на перегретом двигателе гейзер из-под открытой пробки обеспечен. Не спешите, дайте всему остыть, и вы сохраните здоровье машины и ваше собственное здоровье.