Hyundai Tucson. Двигатель G4GC

Особенности конструкции

Рис. 5.1. Двигатель G4GC
На автомобили Hyundai Tucson, предназначенные для российского рынка, устанавливают поперечно расположенные бензиновые четырехтактные инжекторные двигатели: четырехцилиндровый 16-клапанный рядный мод. G4GC (DOHC, 142 л.с.) рабочим объемом 2,0 л (рис. 5.1) и шестицилиндровый 24-клапанный V-образный мод. G6BA (V6, 175 л.с.) рабочим объемом 2,7 л (рис. 5.2). Двигатель G4GC оборудован системой изменения фаз газораспределения для впускных клапанов (CVVT).
В данном разделе подробно описаны конструкция и способы ремонта двигателя G4GC как наиболее массово устанавливаемого на автомобили. Конструкция и некоторые аспекты обслуживания и ремонта двигателя G6BA приведены в отдельном разделе (см. разд. 12 «Особенности конструкции двигателя G6BA»).
Двигатель G4GC с верхним расположением двух пятиопорных распределительных валов имеет по четыре клапана на каждый цилиндр. Распределительный вал выпускных клапанов приводится во вращение армированным зубчатым ремнем 10 (рис. 5.3). Натяжение ремня обеспечивается натяжным роликом 13.
Распределительный вал впускных клапанов приводится во вращение от звездочки механизма CVVT18 (рис. 5.4), установленного на распределительном валу 19 выпускных клапанов, однорядной роликовой цепью 16, натяжение которой обеспечивается пружинным натяжителем 15. Клапаны 7 и 17 приводятся непосредственно от распределительных валов через цилиндрические толкатели 13, в верхних проточках которых установлены калиброванные шайбы 14, служащие регулировочными элементами зазоров в приводе.
Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки). В головки запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Впускные 7 и выпускные 17 клапаны имеют по одной пружине 10, зафиксированной через тарелку 11 двумя сухарями 12.
Распределительные валы 5 и 19 установлены в постели подшипников, выполненные в теле головки, и закреплены крышками 4. Кулачки распределительных валов через регулировочные шайбы 14 воздействуют на толкатели 13, которые перемещают клапаны.
Плоскость разъема головки и блока цилиндров уплотнена прокладкой 23 из двух отформованных из тонколистового металла и сваренных между собой точечной сваркой пластин.

Рис. 5.5. Блок цилиндров, коленчатый вал, маховик и масляный картер двигателя G4GC:
1, 5, 12, 15, 17, 20, 26 - болты; 2 - масляный картер; 3 - уплотнительная шайба; 4 - пробка отверстия для слива масла; 6 - масло-приемник; 7 - прокладка фланца масло-приемника; 8 - коленчатый вал; 9 - масляный насос; 10 - передний сальник коленчатого вала; 11 - упорные полукольца коленчатого вала; 13 - блок цилиндров; 14 - ведущий диск гидротрансформатора (только с автоматической коробкой передач); 16 - усилительная пластина (только с автоматической коробкой передач); 18 - маховик; 19 - задний сальник коленчатого вала; 21 - держатель заднего сальника коленчатого вала; 22 - прокладка держателя заднего сальника коленчатого вала; 23 - верхние вкладыши коренных подшипников коленчатого вала; 24 - нижние вкладыши коренных подшипников коленчатого вала; 25 - крышки коренных подшипников коленчатого вала
Блок цилиндров 13 (рис. 5.5) представляет собой единую отливку, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненных в виде перегородок картера. Блок изготовлен из специального высокопрочного чугуна с цилиндрами, расточенными непосредственно в теле блока. Крышки 25 коренных подшипников, обработанные в сборе с блоком, невзаимозаменяемы. Причем крышки 1-го и 2-го, а также 4-го и 5-го коренных подшипников выполнены в виде парных блоков, крышки которых объединены перемычками. Эти перемычки играют роль дополнительных усилителей, служащих для повышения жесткости блока цилиндров. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали. Снизу блок цилиндров закрыт отлитым из алюминиевого сплава масляным картером 2. Плоскость разъема блока цилиндров и масляного картера уплотнена герметиком, какая-либо съемная прокладка отсутствует.
Коленчатый вал 8 вращается в коренных подшипниках с тонкостенными стальными вкладышами 23 и 24 с антифрикционным слоем. Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя полукольцами 11, установленными в проточки постели среднего коренного подшипника.
Маховик 18, отлитый из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала и закреплен шестью болтами 17. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Помимо этого на маховике выполнен зубчатый венец, играющий роль задающего кольца для датчика положения коленчатого вала системы управления двигателем. На автомобили с автоматической коробкой передач вместо маховика устанавливают ведущий диск 14 гидротрансформатора.

Рис. 5.6. Шатунно-поршневая группа двигателя G4GC: 1 - поршневой палец; 2 - верхнее компрессионное кольцо; 3 - нижнее компрессионное кольцо; 4 - маслосъемное кольцо; 5 - поршень; 6 - шатун; 7 - болт шатуна; 8,9- вкладыши шатунного подшипника; 10 - крышка шатуна; 11 - гайка болта шатуна
Поршни 5 (рис. 5.6) изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для двух компрессионных 2 и 3, а также маслосъемного 4 колец.
Поршневые пальцы 1 установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов 6, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши 8 и 9, конструкция которых аналогична конструкции коренных подшипников.
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.
Система смазки комбинированная (подробнее 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 на режимах малых нагрузок, когда разрежение во впускной трубе велико, картерные газы через клапан системы вентиляции картера двигателя, установленный в 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.
На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка открыта на большой угол, разрежение во впускной трубе снижается, а в воздухоподводящем рукаве возрастает. В этом случае 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 цилиндры двигателя.
Система охлаждения 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 и генератор. Для поддержания нормальной рабочей температуры жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.
Система питания состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, установленного в модуле топливного насоса, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.
Система зажигания микропроцессорная, состоит из катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Катушкой зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач, раздаточной коробкой, сцеплением и главной передачей) установлен на четырех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух верхних боковых (правой и левой), воспринимающих основную массу силового агрегата, а также задней и передней нижних, компенсирующих крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.
Отличительной особенностью двигателя G4GC является наличие у него контролируемой электроникой системы изменения фаз газораспределения (CVVT), динамически регулирующей положение впускного распределительного вала. Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, чем, в свою очередь, достигаются повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов. На выпускном распределительном валу 19 (см. рис. 5.4) установлен механизм 18 изменения фаз газораспределения (CVVT), от зубчатого венца на корпусе которого цепью 16 приводится во вращение впускной распределительный вал 5. Механизм CVVT соединен каналами в головке блока цилиндров и в распределительном валу с электромагнитным клапаном 22 CVVT. Этот клапан гидравлически управляет механизмом CVVT. Электромагнитным клапаном, в свою очередь, управляет электронный блок управления двигателем.
Масло, подаваемое в гидросистему CVVT из главной масляной магистрали двигателя, помимо основного масляного фильтра системы смазки, очищается в дополнительном фильтре 20 гидросистемы CVVT. Дополнительная очистка масла требуется потому, что проходные сечения электромагнитного клапана очень малы и частицы загрязнений размером 0,2 мм уже могут привести к отказу системы CVVT. В то же время фильтр играет роль предохранительного клапана, обеспечивающего при любых обстоятельствах бесперебойную подачу масла в гидросистему CVVT.
Электромагнитный клапан CVVT, включающий в себя электромагнит и клапан, состоящий, в свою очередь, из золотника и пружины, по сигналам электронного блока управления двигателем подает масло под давлением из главной магистрали системы смазки в рабочую полость механизма CVVT или сливает масло из этой полости, что приводит к взаимному перемещению элементов механизма и, как следствие, к динамическому изменению положения впускного распределительного вала.

Рис. 5.2. Двигатель G6BA




Рис. 5.3. Привод газораспределительного механизма двигателя G4GC: 1, 4, 7, 8, 12- болты; 2 - шкив привода вспомогательных агрегатов; 3 - дистанционная шайба; 5 - верхняя крышка привода газораспределительного механизма; 6, 15, 16 - уплотнители крышек привода газораспределительного механизма; 9 - зубчатый шкив выпускного распределительного вала; 10 - ремень привода газораспределительного механизма; 11 - промежуточный ролик привода газораспределительного механизма; 13 - натяжной ролик привода газораспределительного механизма; 14 - зубчатый шкив коленчатого вала; 17 - нижняя крышка привода газораспределительного механизма

Рис. 5.4. Головка блока цилиндров двигателя G4GC: 1 - головка блока цилиндров; 2 - болт крепления зубчатого шкива выпускного распределительного вала; 3 - зубчатый шкив выпускного распределительного вала; 4 - крышки подшипников распределительных валов; 5 - впускной распределительный вал; 6 - звездочка впускного распределительного вала; 7 - впускной клапан; 8 - нижняя тарелка пружины клапана; 9 - маслосъемный колпачок; 10 - пружина клапана; 11 - верхняя тарелка пружины клапана; 12 - запорные сухари пружин клапанов; 13 - толкатель клапана; 14 - шайба для регулировки зазоров в приводе клапанов; 15 - натяжитель цепи CWT; 16 - цепь CWT; 17 - выпускной клапан; 18 - механизм CWT; 19 - выпускной распределительный вал; 20 - фильтр гидросистемы CWT; 21 - уплотнительное кольцо; 22 - электромагнитный клапан CWT; 23 - прокладка головки блока цилиндров
Во время работы двигателя на режиме холостого хода электронный блок управления двигателем многократно активирует на короткие промежутки времени электромагнитный клапан с целью очистки его элементов и каналов от случайно попавших в них загрязнений.
При отключении электропитания электромагнитного клапана CVVT отверстия подвода масла из главной магистрали и слива полностью открыты и механизм CVVT устанавливается в исходное положение. В этом случае двигатель работает без изменения фаз газораспределения.
Элементы системы CVVT (электромагнитный клапан и механизм динамического изменения положения впускного распределительного вала) представляют собой прецизионно изготовленные узлы. В связи с этим при выполнении технического обслуживания или ремонта системы изменения фаз газораспределения допускается только замена элементов системы в сборе.