Автомобиль Nissan Tiida. Двигатель HR16DE, MR18DE

Nissan Tiida. Двигатель HR16DE, MR18DE

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ

Автомобили Nissan Tiida оснащают поперечно расположенными четырехтактными четырехцилиндровыми бензиновыми инжекторными 16-клапанными двигателями рабочим объемом 1,6 и 1,8 л моделей HR16DE и MR18DE соответственно.

Все двигатели с рядным вертикальным расположением цилиндров, жидкостного охлаждения. Распределительные валы дви­гателей приводятся во вращение цепью.

В данном издании подробно рассмотрен двигатель HR16DE как наиболее распрост­раненный в России. Двигатель MR18DE аналогичен по конструкции двигателю HR16DE и отличается от него лишь радиу­сом кривошипа коленчатого вала и диамет­ром цилиндров.

ПРИМЕЧАНИЕ

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.

Головка блока цилиндров 1 (рис. 5.1) двигателя 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 распределительном валу впуск­ных клапанов установлены механизм А изменения фаз газораспределения и зада­ющее кольцо Б датчика положения распре­делительного вала.

Блок цилиндров 4 (рис. 5.2) двигателя представляет собой единую отливу из спе­циального легкого алюминиевого сплава, образующую цилиндры, рубашку охлажде­ния, верхнюю часть картера и пять опор ко-

ленчатого вала. В блоке цилиндров уста­новлены тонкостенные чугунные гильзы. На блоке цилиндров выполнены специаль­ные приливы, фланцы и отверстия для креп­ления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали, в ни­жней части блока - пять постелей коренных подшипников, крышки которых обработаны в сборе с блоком и невзаимозаменяемы.

Коленчатый вал 27 вращается в корен­ных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши 26 с антифрикционным слоем. Коленчатый вал двигателя зафикси­рован от осевых перемещений двумя полу­кольцами 29, установленными в проточки постели среднего коренного подшипника.

Рис. 5.1. Головка блока цилиндров двигателя: 1 - головка блока цилиндров; 2 - толкатель; 3 - механизм регули­рования положения распределительного вала впускных клапанов; 4 - болт крепления звездочки распределительно­го вала впускных клапанов; 5 - звездочка распределительного вала выпускных клапанов; 6 - болт крепления звез­дочки распределительного вала выпускных клапанов; 7 - распределительный вал выпускных клапанов; 8- передняя крышка подшипников распределительных валов; 9 - болт крепления крышки распределительного вала; 10 - крышки подшипников распределительных валов; 11 - распределительный вал впускных клапанов; 12 - задающее кольцо дат­чика положения распределительного вала; 13 - уплотнительное кольцо датчика положения распределительного ва­ла; 14 - болт крепления датчика положения распределительного вала; 15 - датчик положения распределительного вала; 16 - уплотнительное кольцо электромагнитного клапана системы регулирования фаз газораспределения; 17 - электромагнитный клапан системы регулирования фаз газораспределения; 18 - болт крепления электромагнит­ного клапана системы регулирования фазгазораспределения; 19 - пробка фильтра системы изменения фаз газорас­пределения; 20 - уплотнительное кольцо пробки фильтра; 21 - фильтр системы изменения фаз газораспределения

Маховик 19 отлит из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала 27 и за­креплен шестью болтами через прижимную пластину 17. На маховик напрессован зуб­чатый обод для пуска двигателя стартером.

На автомобили с автоматической коробкой передач вместо маховика устанавливают ведущий диск 18 гидротрансформатора.

Поршни 15 изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности

головки поршня выполнены кольцевые ка­навки для маслосъемного 11, 12, 13 и двух компрессионных 9 и 10 колец. Поршни до­полнительно охлаждаются маслом, подавае­мым через отверстие в верхней головке ша­туна и разбрызгиваемым на днище поршня.

Поршневые пальцы 14 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 25, кон­струкция которых аналогична коренным.

Шатуны 16 стальные, кованые, со стерж­нем двутаврового сечения.

Система смазки комбинированная (см. «Система смазки», с. 90).

Система вентиляции картера закрыто­го типа не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с от­сосом газов в картере образуется разре­жение на 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

Рис. 5.2. Блок цилиндров двигателя: 1 - уплотнительное кольцо; 2 - трубка указателя уровня масла (маслоизмери­тельного щупа); 3 - указатель уровня масла (маслоизмерительный щуп); 4 - блок цилиндров; 5 - болты; 6 - датчик положения коленчатого вала; 7 - датчик детонации; 8 - датчик сигнализатора аварийного падения давления в систе­ме смазки; 9 - верхнее компрессионное кольцо; 10 - нижнее компрессионное кольцо; 11 - верхнее маслосъемное кольцо; 12 - расширитель масляных колец; 13 - нижнее маслосъемное кольцо; 14 - поршневой палец; 15 - поршень; 16 - шатун; 17 - прижимная пластина; 18 - ведущий диск гидротрансформатора (с автоматической коробкой пере­дач); 19 - маховик двигателя (с механической коробкой передач); 20 - задний сальник коленчатого вала; 21 - зада­ющий диск датчика положения коленчатого вала; 22 - переходная втулка гидротрансформатора (с автоматической коробкой передач); 23 - крышка коренного подшипника; 24 - крышка шатуна; 25 - шатунный вкладыш; 26 - вкла­дыш коренного подшипника; 27 - коленчатый вал; 28 - шпонка; 29 - упорное полукольцо коленчатого вала

Рис. 5.4. Механизм изменения фаз газораспределения:

1 - корпус механизма изменения фаз; 2 - ротор; 3 - мас­ляный канал

Рис. 5.5. 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

в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в голо­вке блока цилиндров. Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обес­печивает поликлиновым ремнем центро­бежный водяной насос с приводом от ко­ленчатого вала, одновременно приводя­щим генератор в действие. Для поддержания нормальной рабочей темпе­ратуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, пере­крывающий большой круг системы при не- прогретом 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 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.

Механизм изменения фаз газораспреде­ления (рис. 5.3), 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. 5.4) поворачивает распределительный вал по команде блока управления двигателем.

Для определения мгновенного положе­ния распределительного вала установлен

датчик 15 (рис. 5.1) положения распреде­лительного вала у задней части распреде­лительного вала. На шейке распредели­тельного вала установлено задающее коль­цо датчика положения.

На головке блока цилиндров закреплен электромагнитный клапан, гидравлически управляющий 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. 5.5) открытия впускных клапанов. 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 боль-

шего опережения открытия впускных 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.

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.

В данном разделе описаны особенности ремонта и обслуживания двигателя, ре­монт систем смазки, охлаждения, питания, замена уплотнений, цепи и привода газо­распределительного механизма, замена опор подвески силового агрегата, снятие и дефектовка маховика, коленчатого и рас­пределительных валов.

В связи с тем, что для ремонта блока ци­линдров двигателя необходимы специаль­ное оборудование, инструменты и высокая квалификация исполнителя, обращайтесь на СТО.

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 стояночном тормозе, не выжимая сцепление без крайней необходимости.