Двигатель Geely Coolra c 2022 г. Описание и принцип работы

Система VVT:
А — Передняя часть автомобиля. 1. Исполнительный механизм VVT выпускных клапанов. 2. Исполнительный механизм VVT впускных клапанов. 3. Датчик детонации. 4. Клапан управления подачей масла впускных клапанов. 5. Клапан управления подачей масла выпускных клапанов.
Крышка головки блока цилиндров:
1. Крышка головки блока цилиндров. 2. Клапан системы вентиляции картера двигателя. 3. Крышка подшипника распределительного вала. 4. Крышка подшипника распределительного вала. 5. Крышка подшипника распределительного вала. 6. Крышка подшипника распределительного вала. 7. Задняя крышка подшипника распределительного вала. 8. Вакуумный насос. 9. Заглушка распределительного вала. 10. Седло топливного насоса высокого давления. 11. Передняя крышка подшипников распределительных валов. 12. Крышка подшипника распределительного вала. 13. Крышка подшипника распределительного вала. 14. Крышка подшипника распределительного вала.
Распределительные валы:
1. Болт крепления исполнительного механизма VVT. 2. Болт крепления исполнительного механизма VVT. 3. Исполнительный механизм VVT выпускных клапанов. 4. Исполнительный механизм VVT впускных клапанов. 5. Клапан управления подачей масла выпускных клапанов. 6. Распределительный вал выпускных клапанов в сборе. 7. Распределительный вал впускных клапанов в сборе. 8. Клапан управления подачей масла впускных клапанов.
Головка блока цилиндров в сборе:
1. Головка блока цилиндров. 2. Выпускной клапан. 3. Направляющая втулка клапана. 4. Маслоотражательный колпачок клапана. 5. Пружина клапана. 6. Гидравлический толкатель. 7. Роликовый клапанный рычаг. 8. Тарелка пружины клапана. 9. Сухари клапана. 10. Роликовый клапанный рычаг. 11. Гидравлический толкатель. 12. Сухари клапана. 13. Пружина клапана. 14. Маслоотражательный колпачок клапана. 15. Направляющая втулка клапана. 16. Впускной клапан. 17. Тарелка пружины клапана.
Блок цилиндров:
1. Блок цилиндров. 2. Шатун в сборе. 3. Коленчатый вал. 4. Картер двигателя.
Головка блока цилиндров является крышкой цилиндров двигателя, вместе с поршнями образует камеры сгорания и способна выдерживать воздействие высокой температуры и высокого давления. Головка блока подвергается значительным механическим нагрузкам, которые вызваны пневматическим давлением и усилием затяжки крепежных болтов. Кроме того, головка блока также подвергается высокой термической нагрузке, вызванной контактом с горячими газами. Для обеспечения надлежащего уплотнения головки блока цилиндров необходимо, чтобы на ее поверхности не было повреждений и деформаций. Поэтому она должна обладать высокой прочностью и жесткостью.
Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава. В верхней части головки блока установлены два распределительных вала, в шкивы которых встроены механизмы VVT, предназначенные для регулирования момента открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов.
Распределительный вал приводит в действие гидравлические толкатели, которые открывают и закрывают клапаны двигателя. Применяется газораспределительный механизм с двумя верхними распределительными валами (DOHC). Один распределительный вал приводит в действие впускные клапаны, другой — выпускные. Распределительные валы располагаются в верхней части двигателя. Они поддерживаются подшипниками, установленными в головке блока цилиндров, и крепятся крышкой распределительных валов. Для подвода масла к подшипникам распределительного вала в головке блока цилиндров просверлены масляные каналы. Моторное масло под давлением подается к каждой шейке распределительного вала. Обратно в масляный поддон масло поступает через возвратное масляное отверстие в головке блока цилиндров. Кулачки распределительного вала обрабатываются с высокой точностью, что обеспечивает открывание и закрывание впускных и выпускных клапанов строго в определенный момент времени и на определенную величину. Кулачки смазываются разбрызгиваемым моторным маслом, которое подается под высоким давлением через шейки распределительного вала.
Цепь привода газораспределительного механизма
Цепь привода газораспределительного механизма служит для синхронизации вращения коленчатого вала и обоих распределительных валов, благодаря чему впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенные моменты времени на тактах впуска и выпуска каждого цилиндра. Цепь привода газораспределительного механизма приводится в движение коленчатым валом двигателя.
Поршень воспринимает давление газообразных продуктов сгорания топлива и передает его через поршневой палец на шатун, который вращает коленчатый вал. Верхняя часть (днище) поршня также является частью камеры сгорания.
Натяжитель цепи привода газораспределительного механизма
Натяжитель цепи привода газораспределительного механизма в основном используется для регулировки натяжения цепи, чтобы предотвратить ее перескакивания на зубьях звездочек.
Коленчатый вал — наиболее важная механическая деталь двигателя. Коленчатый вал воспринимает усилие, передаваемое шатунами, и преобразует его в крутящий момент, который используется для привода ведущих колес автомобиля и вспомогательных агрегатов двигателя. Коленчатый вал подвергается совместному воздействию центробежных сил от вращающихся деталей и периодически изменяющимся инерционным силам от деталей, совершающих возвратно-поступательное движение. Поэтому коленчатый вал должен обладать высоким сопротивлением изгибающим и скручивающим нагрузкам.
Основная функция звездочки коленчатого вала заключается в передаче вращающегося усилия от коленчатого вала на распределительные валы через узел цепи привода газораспределительного механизма.
Шкив гасителя крутильных колебаний
Гаситель колебаний устраняет воздействие крутильных колебаний на коленчатый вал, возникающих при сгорании топлива в цилиндрах двигателя. Гаситель крутильных колебаний встроен в шкив коленчатого вала, от которого приводится в действие ремень привода генератора и компрессора кондиционера.
1. Такт впуска:
На этом этапе закрывается выпускной клапан и открывается впускной клапан. Поршень под действием коленчатого вала перемещается из ВМТ в НМТ. По мере перемещения поршня объем в цилиндре постепенно увеличивается, и там образуется определенное разряжение. Блок ECM направляет в топливную форсунку команду на впрыск топлива во впускной канал, и в этот момент открывается впускной клапан, горючая воздушно-топливная смесь через впускной клапан всасывается в цилиндр.
2. Такт сжатия:
Впускные и выпускные клапаны закрываются. Такт сжатия происходит по окончании такта впуска, и коленчатый вал перемещает поршень из НМТ в ВМТ. По мере перемещения поршня объем в цилиндре постепенно уменьшается, в результате чего горючая смесь сжимается, что вызывает быстрое увеличение ее температуры.
3. Рабочий такт:
Впускные и выпускные клапаны остаются закрытыми. Когда такт сжатия заканчивается, блок ECM размыкает цепь первичной обмотки катушки зажигания, что вызывает генерирование высокого напряжения во вторичной обмотке. Это высокое напряжение посредством провода зажигания быстро передается на свечу зажигания, которая установлена в верхней части головки блока цилиндров. В заключение высокое напряжение пробивает межэлектродный зазор свечи зажигания, генерируя электрическую искру и зажигая воздушно-топливную смесь, которая находится в цилиндре. При этом пламя быстро распространяется по всей камере сгорания, высвобождая большое количество тепловой энергии. Объем горящего газа быстро увеличивается, давление и температура растут одновременно. Возникающая при увеличении объема газа сила воздействует на днище поршня, перемещая его из ВМТ в НМТ. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется шатуном во вращение коленчатого вала.
4. Такт выпуска:
На этом такте выпускной клапан открыт, а впускной клапан остается закрытым. Коленчатый вал с помощью шатуна перемешает поршень из НМТ в ВМТ. В этот момент расширенный горячий газ выходит из цилиндра через выпускной клапан под действием своего остаточного давление и давления поршня. Когда поршень достигает ВМТ, такт выпуска завершается и выпускной клапан закрывается. Однако в действительности впускной клапан открывается в определенный момент до достижения ВМТ и закрывается в определенный момент после достижения НМТ, что позволяет обеспечить достаточный расход воздуха на впуске и снизить потери энергии в процессе впуска. Выпускной клапан также открывается в определенный момент до достижения НМТ и закрывается в определенный момент после достижения ВМТ, что позволяет уменьшить остаточное содержание горючих газов в цилиндре, а также потери энергии в процессе впуска. Такая конструкция обеспечивает определенный угол перекрытия впускного клапана и выпускного клапана. То есть впускной клапан и выпускной клапан остаются открытыми одновременно в пределах определенного угла коленчатого вала, инерция остаточного горючего газа, выходящего из выпускного клапана, заставляет смесь входить в камеру сгорания, обеспечивая определенную достаточность количества впускаемого воздуха. Однако более высокий угол перекрытия не всегда оказывает наилучший эффект. Конкретный угол перекрытия клапанов зависит от рабочих условий, и поэтому на этом двигателе используется система VVT.
Аббревиатура VVT означает Variable Valve Timing, т. е. система изменения фаз газораспределения. Инерция присутствует у всего, что имеет массу. Это относится и к воздуху, который всасывается в цилиндр двигателя. Поэтому воздух продолжает входить в цилиндр после окончания процесса впуска. На частоту вращения двигателя оказывают влияние расход на впуске и выпуске, а также процесс сгорания в цилиндре. При высокой частоте вращения двигателя поток воздуха на впуске и энергия инерции также высоки, что позволяет рассчитывать на более раннее открытие впускного клапана, обеспечивающие поступление большего количества воздуха. Напротив, при низких оборотах коленчатого вала расход на впуске низкий и энергия инерции потока мала. Однако, когда поршень перемещается в ВМТ, выпускается некоторое количество свежего воздуха, что ведет к уменьшению количества впускаемого воздуха и нестабильной работе двигателя. Поэтому при низких оборотах коленчатого вала впускной клапан должен открываться несколько позже. Профиль кулачков распределительного вала является хорошим компромиссным решением с учетом условий работы двигателя на высоких оборотах и условий работы на низких оборотах.
1. Принцип управления системой VVT:

Рабочие условия	Положение распределительного вала	Причина
Останов, холодный пуск, работа в режиме холостого хода	Минимальный угол перекрытия клапанов	1. Повышение стабильности сгорания.
		2. Необходимость в низкой концентрации при холодном пуске.
		3. Повышение стабильности работы двигателя в режиме холостого хода и снижение колебаний частоты вращения.
		4. Снижение расхода топлива.
Средняя/низкая нагрузка	Полное опережение фазы выпуска и небольшое опережение фазы впуска.	1. Опережение момента закрытия впускного клапана в то время, как угол перекрытия клапанов все еще поддерживается минимальным.
		2. При увеличении нагрузки соответствующим образом увеличивается угол перекрытия клапанов и увеличивается эффективность наполнения.
		3. Сокращение насосных потерь.
		4. Снижение разряжения на впуске.
Высокая нагрузка и средняя/низкая частота вращения	Запаздывание фазы выпуска и опережение фазы впуска.	1. Опережение момента закрытия впускного клапана и повышение эффективности наполнения.
		2. Увеличение крутящего момента в диапазоне средних частот вращения.
		3. Максимальное удаление отработавших газов.
Максимальная нагрузка и высокая частота вращения	Запаздывание фазы выпуска и запаздывание фазы впуска.	Задержка момента закрытия впускного клапана для повышения эффективности заполнения.

2. Процесс опережения:
При нормальной работе двигателя давление масла от масляного насоса воздействует на электромагнитный клапана VVT. Блок ECM управляет электромагнитным клапаном VVT с помощью ШИМ-сигнала. Если необходимо, чтобы система VVT установила максимальное опережение для впускного клапана, блок ECM подает команду на открытие электромагнитного клапана VVT на 100%. При этом давление в камере опережения становится выше, чем в камере запаздывания, и лопасть ротора VVT устанавливает фазовый угол, опережающий угол поворота коленчатого вала, который соответствует положению максимального опережения. В этот момент фаза VVT находится в состоянии опережения.
3. Процесс запаздывания:
При нормальной работе двигателя давление масла от масляного насоса воздействует на электромагнитный клапан VVT. Если необходимо, чтобы система VVT установила максимальное запаздывание фазы впускного клапана, блок ECM подает команду на 0% открытия электромагнитного клапана VVT. Масло под давлением поступает в камеру запаздывания исполнительного механизма VVT. Таким образом, лопасть ротора механизма VVT поворачивается в направлении вращения коленчатого вала и остается в максимальном положении.