2.1. Основные элементы конструкции двигателя


2.1.1. Проворачивание двигателя




В блоке цилиндров расположены коленчатый вал, детали шатунно-поршневой группы и системы смазки. Снаружи блока размещаются вспомогательные агрегаты, такие как генератор, насос гидроусилителя рулевого управления, стартер и система зажигания. Все блоки серии Zetec отлиты из алюминиевого сплава, блоки из серого чугуна применяется на турбодизеле Endura.

Головка цилиндров в современных двигателях изготавливается из легких сплавов. К головке присоединяются впускной и выпускной коллекторы. В самой головке расположены каналы системы охлаждения и смазки, седла клапанов, направляющие втулки клапанов, опорные шейки распределительного вала. Между головкой и блоком ставится прокладка головки блока.

В цилиндрах расположены поршни, совершающие возвратно-поступательные движения от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней (НМТ). Диаметры цилиндров и поршней подбираются одной размерной группы. При работе двигателя цилиндры охлаждаются жидкостью.

Поршни перемещаются в цилиндрах и передают давление газов, образовавшихся в результате сгорания горючей смеси, через шатун на коленчатый вал. Поршни изготовлены из особенно легкого легированного и жаропрочного сплава. Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Верхние поршневые кольца (компрессионные) уплотняют камеру сгорания. Нижние кольца (маслосъемные) снимают излишки масла со стенок цилиндра и отводят его в масляный поддон.


Обозначение двигателей и применяемость по нормам токсичности

Обозначение двигателя

Двигатель

Дата выпуска

Применяемость

FXDA

1,4 л

до мая - июня 2000 г.

Европа
(кроме Германии)

FXDC

1,4 л

до мая - июня 2000 г.

Германия

FYDA

1,6 л

до мая - июня 2000 г.

Европа
(кроме Германии)

FYDC

1,6 л

до мая - июня 2000 г.

Германия

FYDG

1,6 л

до мая - июня 2000 г.

соответствует
ECE-R1504

EYDA

1,8 л

с мая - июня 1999 г.

Европа

EYDC

1,8 л

с мая - июня 1999 г.

Германия

EDDA

2,0 л

с мая - июня 1999 г.

Европа

EDDC

2,0 л

с мая - июня 1999 г.

Германия


Технические данные

Характеристика

Двигатель


1,4 л
Zetec-SE

1,6 л
Zetec-SE

1,8 л
Zetec-E

2,0 л
Zetec-E

1,8 л
Endura

1,8 л
Endura-DI

Тип

4-тактный, рядный, бензиновый, DOНC

4-тактный, рядный дизельный, SOНC

Рабочий объем цилиндров, см3

1,388

1,596

1,796

1,988

1,753

1,753

Диаметр цилиндра, мм

76

79

80,6

84,8

82,5

82,5

Ход поршня, мм

76,5

81,4

88

88

82

82

Степень сжатия

11

11

10

10

19,4

19,4

Порядок работы цилиндров

1-3-4-2

Мощность двигателя при частоте вращения коленчатого вала, кВт (л.с.)/ мин-1

55(75)/5000

74(100)/6000

85(115)/5200

96(130)5500

55(75)4000

66(90)

4000

Максимальный момент двигателя при частоте вращения коленчатого вала, Н·м/мин-1

123/3500

145/4000

160/4400

178/4500

175/1800

200/2000

Величина тепловых зазоров в клапанах (двигатель холодный):







впускной, мм

0,17-0,23

0,17-0,23

0,11-0,18

0,11-0,18


0,30-0,40

выпускной, мм

0,27-0,33

0,31-0,37

0,31-0,37

0,27-0,34


0,45-0,55

Внутренний диаметр цилиндра, мм:







класс 1

76,00-76.01

79,00-79,01

80,60-80,61

84,80-84,81

82,500-82,515

82,500-82,515

класс 2

76,01-76,02

79,01-79.02

80,61-80,62

84,81-84,82

82,515-82,530

82,515-82,530

класс 3

76,02-76,03

79,02-79,03

80,62-80,63

84,82-84,83



Диаметр поршня, мм:







класс 1

75,96-75,97

78,975-79,005

80,57-80,58

84,77-84,78

82,410-82,425

82,410-82,425

класс 2

75,97-75,98

78,985-79,015

80,58-80,59

84,78-84,79

82,425-82,440

82,425-82,440

класс 3

75,98-75,99

78,995-79,025

80,59-80,60

84,79-84,80





Шатун соединяет поршень с коленчатым валом. Основные части шатуна: отверстие для поршневого пальца, сам корпус и разъемная головка с крышкой.


Рис. 42. Блок цилиндров двигателей серии Zetec-SE состоит из алюминиевого сплава, легированного кремнием: 1 — блок цилиндров; 2 — вкладыши коренных подшипников; 3 — коленчатый вал; 4 — крышка коренных подшипников




Коленчатый вал преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное. Современные коленчатые валы изготавливают методом горячей штамповки. Коленчатый вал имеет 5 коренных и 4 шатунных подшипников (рис. 42).

Клапаны осуществляют впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов.


Рис. 43. Распределительный вал: 1 — выпускной распределительный вал; 2 — впускной распределительный вал; 3 — впускной клапан; 4 — впускной канал; 5 — камера сгорания; 6 — выпускной канал; 7 — выпускной клапан




Распределительный вал открывает и закрывает клапаны в точно определенное время. На двигателях Endura устанавливается один распределительный вал, расположенный в головке блока (SОНС). На двигателях Zetec — два распределительных вала также расположенных в головке блока (DОНС) (рис. 43).

Впуск — 1-й такт. Поршень совершает ход от ВМТ до НМТ, впускной клапан открыт, горючая смесь поступает в цилиндр.

Сжатие — 2-й такт. Поршень совершает ход от НМТ к ВМТ и сжимает горючую смесь. Впускной и выпускной клапаны закрыты.

Рабочий ход — 3-такт. Уже перед ВМТ сжатая рабочая смесь воспламенятся от искры свечи зажигания. Рабочая смесь сгорает взрывообразно, из-за нарастающего давления поршень движется к НМТ. Шатун передает движение на коленчатый вал, заставляя его вращаться.

Выпуск — 4-й такт. Инерционная масса маховика заставляет поршень вновь двигаться к ВМТ. Выпускной клапан уже открыт, и сгоревшие (выхлопные) газы могут выходить в выхлопную систему.

Дизельный двигатель работает по такому же процессу. При такте «впуск» чистый воздух поступает в цилиндр. Он всасывает чистый воздух. В конце такта сжатия, когда в камеру сгорания впрыскивается топливо, происходит самовоспламенение горючей смеси без дополнительного зажигания (искры). Степень сжатия у дизеля значительно выше, чем у бензинового двигателя.

Рабочий объем цилиндра (Рис.  44) измеряется движением поршня от ВМТ к НМТ.

Камера сгорания не влияет на величину рабочего объема. Объем камеры сгорания вместе с рабочим объемом образуют общий объем цилиндра.


Рис. 44. Рабочий объем цилиндра: 1 — верхняя стенка камеры сгорания; 2 — объем камеры сгорания; 3 — ВМТ; 4 — НМТ; 5 — рабочий объем цилиндра




Степень сжатия — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. У турбодизеля Endura степень сжатия составляет 19,4:1. Двигатель Zetec-SE имеет степень сжатия 11:1 и двигатель серии Е — степень сжатия 10:1 (рис. 44).