Автомобиль MAZDA CX-7. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ 2,5 Л

MAZDA CX-7. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ 2,5 Л

Двигатель 2,5 л (рис. 5.25) с верхним расположением двух пятиопорных распре­делительных валов имеет по четыре клапа­на на каждый цилиндр. Распределительные валы двигателя приводятся во вращение пластинчатой цепью, натяжение которой обеспечивается автоматическим натяжите­лем. Клапаны приводятся непосредственно от распределительных валов через цилин­дрические толкатели, служащие одновре­менно регулировочными элементами зазо­ров в приводе клапанов.

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.

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 выпол- нены 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.

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 (см. рис. 5.28) двигателя.

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 противо- дренажным 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 замер-

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

зающей 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 (см. 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 упра-

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

вляющий механизмом. Электромагнитным клапаном, в свою очередь, управляет элек­тронный блок управления двигателем.

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 ра- определительного 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.

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.

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.

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

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.

Управление длиной каналов впускного коллектора позволяет улучшить наполне­ние цилиндров воздухом путем использо-

вания резонансного наддува, вследствие чего улучшаются показатели мощности и топливной экономичности двигателя.