Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Анализ конструкции двигателя Ford Fusion - файл 1.doc


Анализ конструкции двигателя Ford Fusion
скачать (2449.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2450kb.16.11.2011 14:58скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Анализ конструкции и эксплуатационных качеств двигателя и обслуживающих его систем.

Двигатель автомобилей "Ford" - четырехцилиндро­вый, модификации Duratec, со степенью сжатия 11 и развиваемой мощностью 101 л.с.




Рис.1 Общий вид двигателя Duratec

Кривошипно-шатунный механизм и механизм газораспределения.

Б
лок цилиндров
отлит из алюминиевого сплава, В блоке находятся отлитые из износостойкого серого чугуна гильзы(сухие) цилиндров. В нижней и верхней частях гильза уплотнена прокладками. В нижней части блока расположены пять гнезд коренных подшипников. Для уменьшения изменения рабочего зазора в подшипниках при их нагреве крышки изготовлены из ковкого чугуна.

Рис.2 Общий вид блока цилиндров


Ford поставляет блок цилиндров только в сборе с коленчатым валом и поршнями. Все масляные каналы и каналы слива охлаждающей жидкости закрыты пробками. Чтобы не повредить верхнюю привалочную поверхность блок цилиндров устанавливается на мягкую подставку. Неплоскостность привалочной поверхности должна находиться в пределах 0,05 мм.

^ Головка блока цилиндров двигателя Duratec изготовлена из алюминиевого сплава и устанавливается на блок цилиндров по направляющим втулкам. Новые головки цилиндров поставляются в сборе с распределительными валами и клапанами. При наличии рисок или повреждений привалочной поверхности головка блока не ремонтируется и не подлежит шлифованию. Неплоскостность привалочной поверхности допускается не более 0,05 мм.

П
оршни
двигателя Duratec изготовляются из прочных алюминиевых сплавов. В днищах поршней имеются камеры сгорания с цент­ральными углублениями, предназна­ченными для завихрения рабочей смеси, а также выборки под клапаны. На поршне находятся 2 компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Стрелка, нанесенная на днище пор­шня, должна быть обращена в сторо­ну ремня привода ГРМ.

Рис.3 Поршень с поршневыми кольцами

^ Компрессионные поршневые кольца отлиты из чугуна. Наружная поверхность верхнего кольца покрыта слоем хрома; нижнего кольца 2 - слоем олова.

Маслосьемные кольца устанавливаются в канавку с минимальными зазорами, в которых имеются полости для сбора и отвода масла из зазора в запоршневое пространство; на них также возлагаются функция регулирования режима смазки сочленения поршень — ци­линдр.

^ Поршневые пальцы устанавливаются плавающими, выполненныеи из стали.


Шатуны - стальные, кованые. Крышка шатуна обрабатывается в сборе с шатуном и поэтому нельзя переставлять крышки с одного шатуна на другой. На бобышках под болт на шатуне и крышке выбиты порядковые номера цилиндров, которые должны быть при сборке совмещены. При правильном положении крышки пазы для фиксирующих выступов вкладышей в шатуне и крышке располагаются с одной стороны. На стержне шатуна выштампован номер детали; на крышке имеется выступ. При сборке номер и выступ должны быть обращены к передней стороне двигателя. Поршневые и кривошипные головки шатунов подгоняются точно по массе.

^ Коленчатый вал опирается на 5 коренных подшипников. Для ограничения осевого люфта коленчатого вала используются две половинчатые упорные шайбы, установленные на четвертом коренном подшипнике. Оба сальника коленчатого вала изготовлены из тефлона.

^ Маховик отлит из серого чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод для пуска двигателя стартером.

Впускные и выпускные клапаны располагаются в головке над цилиндрами под углом, в два ряда, вдоль оси двигателя. Привод клапанов осуществляется от распределительного вала через толкатели, штанги и коромысла. Клапаны изготовлены из жароупорной стали.

^ Р
аспределительные валы
– полые, изготовленные из стальных труб – опираются на 5 подшипников (каждый), образуемых верхней и нижней частями постелей, изготовленных из алюминия, распределительных валов.

Рис.4 Распределительный вал двигателя Duratec

Толкатели - поршневого типа, стальные. Торец толкателя, работающий по кулачку, наплавлен отбеленным чугуном.

^ Штанги толкателей - изготовлены из дюралевого прутка. На концы штанги напрессованы стальные наконечники. Сферические поверхности наконечников термически обработаны.

^ Коромысла клапанов - стальные, опираются на пустотелую ось, закрепленную на головке цилиндров при помощи шести стоек и шпилек, пропущенных через стойки. Вторая, с задней части двигателя, стойка имеет на нижней плоскости паз. В оси имеются сверления для подвода масла к коромыслам. В коромыслах имеется канал дня смазки верхнего наконечника штанги.

^ СИСТЕМА СМАЗКИ.


Объём масла (без фильтра / с фильтром), л – 3.75 / 4.5

Максимальное допустимое потребление масла, л/100км – 0.5

Давление масла при температуре 800С (при 800/2000 об/мин), бар:

Номинальное - -/3.5
^

Минимальное - 1.0/2.5


Давление масла, открывающее перепускной клапан, бар – 4

С
истема смазки двигателя Duratec комбинированного типа - под давлением и разбрызгиванием.


Рис.5 Элементы системы смазки двигателя Duratec: 1 — возвратный масляный канал; 2 — главная масляная магистраль; 3 — масляные каналы к подшипникам коленчатого вала и шатуна; 4 — место установки масляного фильтра; 5 — маслоприемная труба; 6 — масляный канал от масляного насоса к масляному фильтру; 7 — масляный канал к подшипникам распределительного вала в головке блока цилиндров


^ Масляный насос шестеренчатого типа установлен внутри масляного картера и крепится к блоку цилиндров двумя шпильками. Корпус насоса изготов­лен из алюминиевого сшива, крышка насоса - из чугуна, шестерни насоса - из металлокерамики. Ведущая шес­терня закреплена на валу штифтом; ведомая - свободно вращается на оси, запрессованной в корпусе насоса.


^ М
асляный фильтр
- полнопоточный, с картонным сменным элементом; через него проходит все масло, нагнетаемое насосом в систему. Масляный фильтр относится к числу расходных материалов и должен периодически меняться при каждой смене масла. Если масляный фильтр засорен, то моторное масло через редукционный клапан продолжает циркулировать в двигателе, но уже минуя фильтр. Фильтр состоит из корпуса, крышки, центрального стержня и фильтрующего элемента.

Рис. 6 Масляный фильтр:

1 - пробка сливного отверстия; 2 - стержень; 3 - корпус; 4 - пробка; 5 -перепускной клапан масляного фильтра; 6 - уплотнение фильтрующего элемента; 7 - колпачковая гайка; 8 - крышка масляного фильтра; 9 - фильт­рующий элемент; 10 - датчик сигнализатора аварийного давления маска


СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ.

^

Объем охлаждающей жидкости, л – 5.0


Давление открытия клапана в расширительном бачке, кПа – 120-150

Температура начала открытия термостата, °С – 88

Т
емпература полного открытия термостата, °С - 102


Рис. 7 Схема системы охлаждения:

1 — радиатор отопителя; 2 — двигатель; 3 — термостат; 4 — радиатор с вентилятором; 5 — насос охлаждающей жидкости; 6 — расширительный бачок.


^ В
одяной насос
- центробежного типа (рис. 18). Под­шипник насоса при сборке заполнен смазкой и в процессе эксплуатации смазки не требует. Подшипник отделен от водяной полости манжетой и водосбросной канавкой. Жидкость, просочившаяся через манжету, не попадает в подшипник, а вытекает по водосбросу наружу.

Рис. 8 Водяной насос

Радиатор состоит из двух бачков, соединенных множеством тонкостенных трубок. Для увеличения охлаждаемой поверхности между трубками вставлены сложенные гармошкой пластинки, которые отбирают излишнее тепло и отдают встречному потоку воздуха. Радиатор крепится на верхней и нижней поперечинах.

^ Расширительный бачок находится в правой стороне под капотом по направлению движения. В него добавляется необходимое количество охлаждающей жидкости циркулирующей в системе охлаждения. Избыточное давление и вакуум, создаваемые в расширительном бачке, выравниваются клапанами, находящимися в крышке бачка.

Термостат поддерживает постоянную температуру двигателя. Новые термостаты в зависимости от модели двигателя открываются при температурах 85—90° С и полностью открыты при 99—102° С. У проработавших термостатов допуск составляет ±3° С. Термостат состоит из закрытого, заполненного специальным воском термоэлемента, воск расширяется в термоэлементе и сжимает пружину клапана, и наоборот. Только при рабочих температурах клапан полностью открыт.


С^
ИСТЕМА ПИТАНИЯ.


Рис.9 Компоненты системы питания


В состав системы питания входят: установленный в задней части автомобиля топливный бак, угольный адсорбер топливных испарений, топливопроводы, электрический топливный насос, а также электронная система распределенного последовательного впрыска топлива, управляемая электронным блоком управления двигателем (ECM).

^ Электрический топливный насос установлен в топливном баке и объединен с датчиком запаса топлива. Насос предназначен для создания давления в системе питания. Момент и продолжительность впрыска топлива, определяется посредством ECM. Давление в топливной распределительной магистрали определяется посредством отдельного датчика.

^ Топливный бак имеет систему выравнивания давления. Давление в топливном баке всегда равно атмосферному. Для защиты окружающей среды от ядовитых паров бензина применяется угольный адсорбер, который улавливает пары топлива и направляет их при работающем двигателе во впускной коллектор.

^ Угольный адсорбер входит одновременно в состав системы подачи топлива и системы EVAP(система улавливания топливных испарений).

Для регулировки подачи воздуха используется дроссельная заслонка с электронным управлением от датчика положения педали газа и ECM. Для определения расхода воздуха применяется датчик температуры и абсолютного давления во впускном трубопроводе (T-MAP).


Э
лектронная система управления двигателем

Рис. 10 Компоненты электронного управления двигателем

1 - датчик температуры и абсолютного давления во впускном трубопроводе Т-МАР; ^ 2 – датчик положения дроссельной заслонки TPS; 3 – датчик детонации; 4 – датчик - выключатель температуры охлаждающей жидкости ECT; 5 – датчик положения коленчатого вала СКР; 6 – датчик положения распределительного вала СМР; 7 – Лямбда-зонд; 8 – датчик давления ГУР; 9 – датчик скорости автомобиля VSS (для моделей без ABS); 10 – датчик положения педали тормоза; 11 – датчик положения педали газа; 12 – датчик положения педали сцепления; 13 – генератор; 14 – реле подачи питания; 15 – выключатель зажигания; 16 – АКБ; 17 – ECM (блок управления двигателем); 18 – DLS (диагностический разъём); 19 – Реле топливного насоса; 20 – Аварийный выключатель подачи топлива; 21 – Модуль топливного насоса; 22 – Инжекторы; 23 – Э/м клапан EVAP (система улавливания топливных испарений); 24 – Клапан IAC (клапан регулировки х/х); 25 – Модуль управления дросселем; 26 – Выключатель муфты компрессора К/В и вентилятор; 27 – Модуль зажигания; 28 – Реле запрета запуска двигателя; 29 – Комбинация приборов.


Так как система питания входит в состав системы управления двигателем, объединяющей также системы зажи­гания и снижения токсичности отра­ботавших газов (ОГ), рассматривать их по отдельности не представляет­ся возможным. Компоненты системы управления бензиновым двигателем представлены рис 10. Топливо засасывается из топливно­го бака электрическим топливным на­сосом и подается через топливный фильтр к топливной распределитель­ной магистрали. Регулятор давления обеспечивает поддержание давления в топливной системе на определен­ном уровне (380кПа). Через электроуправляемые инжекто­ры топливо импульсно впрыскивает­ся во впускные порты, расположенные непосредственно перед впускными клапанами двигателя. Блок управления двигателем (ЕСМ) определяет оптимальные моменты зажигания и впрыска, а также количество впрыскиваемого топлива согласованно с другими системами автомобиля. Высокое напряжение для искрообразования по сигналу ЕСМ генерируется катушками зажигания, объединенными в модуль зажигания. Датчик положения коленчатого вала (СКР) дает блоку управления информацию о числе оборотов коленчатого вала и точном его положении. Эта информация используется для определения впрыска и зажигания. Датчик СКР расположен на задней стороне двигателя и работает на основе эффекта Холла, сканируя зубцы ротора, установленного на коленчатом валу.

Датчики расположения распределительных валов (СМР) расположены на торце головки цилиндров и работают аналогично датчику СКР, сканируя зубчатый ротор на конце соответствующего распределительного вала. Датчик СМР совместно с датчиком СКР используются для определения ВМТ поршня первого цилиндра, динамической регулировки фаз ГРМ(посредством э/м клапана и регулятора фаз впускных клапанов), селективного регулирования детонации в цилиндрах и для определения последовательности впрыска. Воздух, необходимый для образования рабочей смеси, засасывается двигателем через воздушный фильтр и поступает через дроссельную заслонку и впускной трубопровод к впускным клапанам. Количество всасываемого воздуха регулируется дроссельной заслонкой с э/приводом, управляемым по сигналам от датчика положения педали газа. Благодаря электронному управлению массовый расход воздуха во впускном трубопроводе может устанавливаться независимо от положения педали газа, и на холостых оборотах дроссельная заслонка открывается на угол, необходимый для установки требуемой частоты вращения коленчатого вала. Расход воздуха определяется датчиком T-MAP. Датчик детонации ввернут сбоку в блок цилиндров и препятствует возникновению ударного сгорания топлива. Благодаря этому момент зажигания удерживается на границе детонации, что обеспечивает лучшее использование энергии топлива и, тем самым, снижение его расхода. Информация от других датчиков и управляющие напряжения, поступающие к исполнительным органам, обеспечивают оптимальную работу двигателя в любой ситуации. Если некоторые датчики выходят из строя, блок управления переключается в режим аварийной программы, чтобы исключить возможное повреждение двигателя и обеспечить дальнейшее движение автомобиля. Система вентиляции топливного бака состоит из адсорбера паров бензина и э/м клапана. В адсорбере концентрируются топливные пары, образующиеся в баке в результате нагревания топлива. Во время работы двигателя топливные пары прокачиваются из адсорбера и участвуют в образованиии рабочей смеси.

Снижение токсичности ОГ осуществ­ляется с помощью 3-функционально-го каталитического преобразователя и лямбда-зондов (до и после ката­литического преобразователя). Также для устранения утечек несгоревших углеводородов в атмосферу применена система вентиляции картерных газов (РСV). Газы и пары мас­ла, образующиеся в картере, попада­ют во впускной трубопровод (за счет разницы давления - в картере оно выше) и сгорают в цилиндрах вмес­те с топливом.

Для того чтобы многочисленные элек­тронные блоки управления могли об­мениваться друг с другом данными, эти блоки объединены высокоскоро­стной шиной передачи данных CAN. Шина CAN состоит из двух линий, что позволяет сократить количество элек­тропроводки. Каждый блок управле­ния может одновременно передавать и принимать данные, однако каждый конкретный блок считывает с шины CAN только необходимые ему дан­ные.


^ СИСТЕМА ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ.


Р
ис. 11
Система выпуска отработавших газов

1 — каталитический нейтрализатор; 2 — центральный глушитель; 3 — задний глушитель; 4 — прокладка.


Главной задачей системы выпуска автомобилей было снижение шума при выходе отработавших газов и выброс их в атмосферу. Начиная с 1980-х гг. система выпуска приобретает новые функции: встраиваемые в нее каталитические нейтрализаторы снижают до 90% всех вредных веществ, содержащихся в отработавших газах. Автомобиль Fusion оборудуется системой выпуска, состоящей из одной или двух частей. В настоящее время система выпуска оборудуется регулируемым трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором. Помимо этого газы проходят через выпускную трубу, резонатор и основной глушитель. Теплозащитные экраны по месту установки нейтрализатора и глушителей защищают кузов от воздействия высоких температур (рис. 11).

Срок службы системы выхлопа во многом зависит от условий эксплуатации автомобиля. Если вы преимущественно ездите в городских условиях или на короткие расстояния, внутри системы оседает больше конденсата, сажи и вредных кислотных соединений. Во время продолжительных поездок система прогревается до достаточно стабильных высоких температур, что естественным образом увеличивает срок ее службы. На практике система выпуска отработавших газов автомобиля Fusion выдерживает до 70 000 км пробега.

Передняя часть системы выхлопа с катализатором, несмотря на окисление, служит дольше, чем остальные участки системы. В последнем по пути отработавших газов глушителе собирается наибольшее количество конденсата. Смесь из сажи и агрессивных кислотных соединений разъедает выхлопную трубу изнутри и снаружи. Поскольку охлажденные атмосферные частицы воды все время воздействуют на горячую поверхность труб системы, появляются сильные температурные колебания, которые негативно воздействуют на трубы. В конечном итоге из-за этого могут появиться элементы сквозной коррозии. Распыленные частицы воды и соли приводят к образованию наружной ржавчины, так же как и удары камней или внешние физические повреждения, вызванные, например, посадкой на грунт, в одинаковой степени содействуют разрушению системы выпуска отработавших газов. Колебательные движения двигателя могут привести к разрушению резиновых прокладок держателей.

При сгорании топлива в двигателе образуется окись углерода СО2, а водород, соединяясь с кислородом, образует воду Н2О. Из одного литра топлива получается 0,9 л воды. При нагретом двигателе вода выходит через систему выпуска в виде незаметного пара. Зимой при пуске двигателя можно наблюдать на выходе из выпускной трубы облачка пара — свидетельство наличия водного конденсата.


^ Каталитический нейтрализатор

Автомобили оборудуются каталитическим нейтрализатором отработавших газов. Каталитический нейтрализатор снижает содержание в отработавших газах угарного газа на 85%, содержание окислов углеводорода — на 80% и окислов азота — на 70%. Состав выхлопных газов регулируется таким образом, чтобы достигнуть минимума содержания вредных веществ. С участием датчика лямбда-зонда, установленного в системе выпуска, определяется концентрация кислорода в отработавших газах, изменяется состав рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания.

^ Датчик лямбда-зонд




Рис. 12 Кислородный датчик


Кислородный датчик лямбда-зонд установлен на автомобиле Fusion непосредственно на выпускном коллекторе (рис. 12). Для того чтобы снизить время для измерения, кислородный датчик имеет дополнительный электрический подогрев. Лямбда-зонд измеряет концентрацию кислорода в отработавших газах. Сигналы от датчика поступают в электронный блок управления. В зависимости от них блок управления влияет на состав рабочей смеси (бедная или богатая).

^ Рабочие температуры в каталитическом нейтрализаторе

Рабочие температуры имеют большое значение для срока службы кислородного датчика и каталитического нейтрализатора. На слишком высокие температуры реагируют как кислородный датчик, так и катализатор слишком чувствительно. Например, когда несгоревшие остатки рабочей смеси воспламеняются в катализаторе (перебои в системе зажигания), внутренняя температура может достигнуть опасного уровня. Длительное воздействие температур до 1200° С значительно снижает срок службы катализатора, а при температуре 1400° С плавится его керамический корпус и кислородный датчик также перегревается. Вы можете обнаружить расплавленный катализатор по характерному шипящему звуку выхлопных газов, вызванному повышенным сопротивлением проходу газов.

.


Скачать файл (2449.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru