1. Общая информация
Обозначение двигателей
9-литровые двигатели PDE или HPI
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения.
Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.
1. Тип двигателя и заводской номер двигателя. 2. Выбитый заводской номер двигателя. 3. Уровень выбросов. 4. Клапанный зазор.
9-, 13- и 16-литровые двигатели XPI, PDE, HPI, газ
Примечание:
Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.
A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.
9- и 13-литровые двигатели XPI
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.
Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.
1. Тип двигателя и заводской номер двигателя. 2. Выбитый заводской номер двигателя. 3. Уровень выбросов. 4. Клапанный зазор.
9- и 13-литровые двигатели XPI, PDE, газ
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.
Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.
A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.
16-литровый двигатель PDE
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения. Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.
1. Уровень выбросов. 2. Клапанный зазор. 3. Тип двигателя и заводской номер двигателя. 4. Выбитый заводской номер двигателя.
16-литровый двигатель PDE
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения. Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.
A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.
16-литровый двигатель XPI, PDE
Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.
A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.
Блок цилиндров
Блок цилиндров 9-литровые двигатели PDE
Блок цилиндров 9-литровые двигатели XPI, PDE, газ
Блок цилиндров 13-литровые двигатели XPI, PDE, газ
Блок цилиндров 16-литровые двигатели PDE
Блок цилиндров, 16-литровые двигатели XPI, PDE, GAS
Блок цилиндров является ключевым элементом всего двигателя. В нем осуществляется возвратно-поступательное движение кривошипного механизма (коленчатый вал, шатуны и поршни) и распределение смазочного масла и охлаждающей жидкости. Блок цилиндров представляет собой единую отливку из серого чугуна или чугуна с уплотненным графитом (CGI). Блок цилиндров вместе с головкой цилиндра и поршнем образует камеру сгорания, в которой происходит сгорание.
Каждый цилиндр имеет отдельную головку цилиндра. Кроме того, на блок цилиндров крепятся все наружные элементы.
Гильзы цилиндров сменного типа. Уплотнение между гильзой и головкой цилиндра обеспечивается с помощью стальной прокладки с уплотнительными элементами из вулканизированной резины. Применяется одна прокладка для каждого цилиндра.
Гильза цилиндра немного выступает над плоскостью блока и прижимает прокладку к головке цилиндра, таким образом, обеспечивая надежное уплотнение.
Уплотнительные элементы из вулканизированной резины обеспечивают герметизацию в месте соединения каналов для подвода и отвода охлаждающей жидкости и масла.
Температура внутри и рядом с камерой сгорания очень высока. Гильза цилиндра имеет нижнюю опору, что позволяет подводить охлаждающую жидкость почти до самой головки цилиндра. Это снижает температуру в зоне поршневых колец, что продлевает срок службы, как поршневых колец, так и гильз. Нижняя опора гильзы цилиндра снижает риск просадки гильзы, поскольку малая величина температуры в этой зоне уменьшает усталость металла.
Маслосъемное кольцо расположено в канавке в верхней части гильзы цилиндра (рис.2 и 3). Маслосъемное кольцо удаляет нагар с верхней части поршня и уменьшает износ гильзы цилиндра.
Кривошипно-шатунный механизм
Двигатель с составными поршнями
Существует два типа поршней. Полностью отлитые из алюминиевого сплава поршни и составные поршни. Составные поршни разделяются на две части и состоят из юбки, отлитой из алюминиевого сплава, и стальной головки.
Одним из преимуществ составных поршней является то, что они могут выдерживать большие нагрузки, чем обычные поршни. Это позволяет увеличить мощность двигателя.
Вращение воздуха в камере сгорания
Камера сгорания представляет собой полость в головке поршня. Она имеет тороидальную форму с конусом, находящимся в середине.
Конструкция камеры сгорания обеспечивает вращательное движение воздуха в ней.
Чтобы поршень работал без заеданий, необходимо обеспечить зазор между поршнем и стенкой цилиндра. Поэтому поршень имеет два компрессионных кольца, которые уплотняют этот зазор и отводят тепло от поршня.
Компрессионные поршневые кольца на 9- и 16-литровых двигателях
Компрессионные поршневые кольца на 9- и 13-литровых двигателях с блоком цилиндров второго поколения
Маслосъемное кольцо препятствует попаданию моторного масла из блока цилиндров в камеру сгорания, где оно сгорает вместе с топливом.
Внутри маслосъемного кольца находится радиальный расширитель, который прижимает кольцо к стенке цилиндра. Расширитель представляет собой витую пружину.
Конструкция поршня и поршневых колец играет важную роль в обеспечении надежности, хорошей смазки, минимизации расхода масла и расхода топлива двигателя.
Маслосъёмное кольцо
Трехсекционное маслосъёмное кольцо
Верхняя часть шатуна имеет клинообразную форму. Это обеспечивает увеличение площади контакта поршня с шатуном.
Нижний конец шатуна имеет диагональный разъем, что позволяет вынуть поршень вместе с шатуном вверх через гильзу цилиндра.
Для предотвращения малейшего смещения крышки шатуна относительно самого шатуна на сопрягаемых поверхностях имеются канавки с входящими в них выступами, либо эти поверхности имеют такой "изломанный" рельеф, что могут быть соединены только в одном положении.
Шатун, имеющий сопрягаемую поверхность с канавками
Шатун, имеющий сопрягаемую поверхность с канавками
Каждый такт сжатия стремится замедлить частоту вращения коленчатого вала, а каждый такт расширения – увеличить ее.
Поршни и шатуны дважды в течение каждого оборота двигателя изменяют направление своего движения.
Импульсы крутящего момента, передаваемые шатунами, приводят к возникновению крутильных колебаний коленчатого вала. Эти колебания имеют наибольшее значении при определенной частоте вращения коленчатого вала.
Крутильные колебания характеризуются следующим:
Представьте себе, что задний конец коленчатого вала и маховик вращаются с постоянной скоростью. Частота вращения переднего конца коленчатого вала будет несколько раз возрастать и уменьшаться в течение каждого оборота по сравнению с постоянной частотой вращения маховика.
Материал имеет очень важное значение для срока службы коленчатого вала. Строгие требования также применяются к конструкции и качеству обработки поверхности. Например, финишная обработка поверхности шеек коленчатого вала имеет очень важное значение для предотвращения усталостного разрушения.
Поверхности шеек коленчатого вала подвергаются упрочнению на такую глубину, что допускают несколько перешлифовок.
Коленчатый вал рядного двигателя
Коленчатый вал V-образного двигателя
Коренные и шатунные вкладыши состоят из трех слоев. Внешний слой выполнен из стали, средний слой – из свинцовистой бронзы, а внутренний слой – из индия или свинца, олова или меди. В процессе эксплуатации двигателя обычно изнашивается самый внутренний слой.
Для фиксации коленчатого вала от осевых перемещений задний коренной подшипник оснащен упорными шайбами. Имеется несколько вариантов толщины этих упорных колец, что позволяет поддерживать требуемый осевой зазор после перешлифовки коленчатого вала.