2. 16-клапанные двигатели
Двигатели, оснащенные двумя распределительными валами и 16 клапанами, принадлежат к новой серии Zetec-E двигателей Ford. Однако, следует отметить, что в двигатель претерпел изменения в мае 1998 г.:
- головка блока цилиндров выполнена из сплава легкого металла, блок цилиндров — из чугуна;
- оба распределительных вала приводятся в действие отдельным зубчатым приводным ремнем и имеют гидравлические толкатели для управления четырьмя клапанами на каждый цилиндр. Кулачки расположены эксцентрично над толкателями так, что в момент передачи импульса они одновременно переворачиваются. Свечи зажигания расположены в середине камер сгорания;
- коленчатый вал расположен в пяти подшипниках и имеет противовес для каждого цилиндра. Средняя крышка подшипника оснащена двумя полукольцами компенсации осевого зазора коленчатого вала, которые помимо того направляют вал в осевом направлении.
Несмотря на то что двигатели сконструированы в основном одинаково, есть некоторые различия в конструкции отдельных двигателей. Основные различия — в механизме газораспределения, диаметрах поршней и степени сжатия:
- по сравнению с 1,8- и 2-литровым двигателем камеры сгорания 1,6-литрового двигателя имеют иную форму;
- поршни 1,6- и 1,8-литрового двигателя покрыты специальным материалом;
- днища поршней 2-литрового двигателя охлаждаются масляными форсунками;
1,6- и 1,8-литровые двигатели оснащены одинаковыми вспомогательными узлами. Они отличаются от 2-литрового двигателя иной системой выпуска отработавших газов, которая на двигателе 2,0 л оснащена, кроме того, системой подачи воздуха (Pulse-Air-System);
- на 1,6- и 1,8-литровых двигателях каталитический нейтрализатор установлен непосредственно за выпускным коллектором, в глушителе. Вследствие этого каталитический нейтрализатор при пуске холодного двигателя быстрее выходит на рабочий режим и уменьшает при этом эмиссию;
- на 2-литровом двигателе каталитический нейтрализатор находится на обратной стороне под двигателем. Для охлаждения масла в конструкции предусмотрен дополнительный теплообменник. Необходим также масляный радиатор, чтобы сбалансировать более интенсивное тепловыделение за счет большей мощности и теплоту, отведенную от охлаждения поршней. Система подачи воздуха Pulse-Air-System улучшает характеристику системы выпуска при пуске холодного двигателя;
- электронные элементы двигателя Zetec-E работают с модулем EEC-V. Это установленный на современных двигателях блок управления, который регулирует полностью электронную систему зажигания, систему последовательного впрыска, электронно-управляемую систему рециркуляции отработавших газов, систему Pulse-Air с регулировкой по пониженному давлению (если она установлена), встроенный кондиционер вместе с системой охлаждения и автоматическую коробку передач CD4E с электронным управлением (при ее наличии).
Как уже упомянуто, на автомобилях выпуска с мая 1998 г. устанавли измененный вариант двигателя. По сравнению с более старым исполнением были изменены следующие элементы конструкции:
- двигатель расположен на гидравлических опорах;
- улучшились экономичность, плавность хода и снизилась токсичность отработавших газов;
- в клапанном механизме газораспределения появились механические тарельчатые толкатели вместо гидравлических толкателей. Это значит, что клапаны этих двигателей должны регулироваться;
- изменена схема прокладки зубчатого приводного ремня с новым натяжным устройством;
- алюминиевый защитный кожух зубчатого приводного ремня с встроенным кронштейном подвески для подвешивания на двигателе;
- нижняя половина картера выполнена из алюминия, установлен плоский масляный поддон;
- модифицированы шатуны и поршни;
- масляный фильтр главного потока крепится непосредственно к блоку цилиндров;
- жидкостный насос смещен наружу, к стороне блока цилиндров;
- резонатор, устанавливаемый на 1,6-литровом двигателе, заменен на шланг;
- изменена система выпуска отработавших газов;
- нижняя часть картера подсоединяется к блоку цилиндров через резиновое уплотнение, которое, было изменилось начиная с января 1999 г. Масляная ванна из листовой стали крепится непосредственно в нижней части и уплотняется герметиком.
Двигатели нового поколения соответствуют современным требованиям по экономичности, мощности и простоты в обслуживании.
Работой двигателя управляет модуль ЕЕС V/ SEFI EEC, оснащенный высокопроизводительным микропроцессором. Точное измерение воздушного потока, электронная система впрыска топлива, полностью электронное зажигание, свечи зажигания с платиновыми электродами, система рециркуляции отработавших газов с электронным управлением — преимущества такого двигателя.
Основные узлы двигателя
Блок цилиндров. В нем расположены подвижные части. К блоку крепятся генератор, стартер и система зажигания. Все установленные двигатели имеют гильзы сухого хода, т.е. отверстия цилиндров приработаны в блоке цилиндров. Как уже упоминалось, 16-клапанные двигатели начиная с мая 1998 г. имеют составной картер.
Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху. В ней выполнены каналы для свежей горючей смеси и отработавших газов, седла клапанов, подшипники и направляющие для деталей механизма газораспределения, резьба для свечи зажигания, каналы подачи охлаждающей жидкости и камеру сгорания. Прокладка головки блока цилиндров между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров обеспечивает герметичность соединения. Распределительные валы установлены также в головке блока цилиндров.
Цилиндры образуют вместе с головкой блока камеру сгорания. Они гладко отшлифованы (хонингованы) и по диаметру точно подогнаны к поршню. Охлаждение осуществляется охлаждающей жидкостью, которая протекает через каналы в стенке цилиндра.
Поршни принимают давление, образующееся при сгорании топлива, и передают его через шатуны на коленчатый вал. Компрессионные поршневые кольца предотвращают попадание газов из камеры сгорания в картер. Нижнее кольцо (маслосъемное) удаляет излишек масло со стенки цилиндра.
Шатуны соединяют поршень с коленчатым валом.
Коленчатый вал преобразовывает поступательное движение поршня во вращательное движение. На переднем конце коленчатого вала установлен ременный шкив. На противоположном конце (при использовании механической коробки передач) установлен маховик, при установке автоматической коробки передач — приводной шкив для преобразователя крутящего момента.
Клапаны обеспечивают поступление рабочей смеси и выход отработавших газов. Все части, которые участвуют в открытии и закрытии клапанов, называются приводом клапанов. Двигатели, рассматриваемые в данном руководстве, имеют 16 или 24 клапана (2,5 л).
Распределительный вал в нужный момент открывает и закрывает клапаны. Каждый клапан приводится в действие кулачком посредством гидравлического толкателя или механического тарельчатого толкателя. Распределительные валы приводятся в действие коленчатым валом через зубчатый ремень.
Ременный привод: все агрегаты на передней стороне приводятся в действие ремнем с собственным натяжным устройством. Исключением является приводной ремень жидкостного насоса на двигателе V6 объемом 2,5 л. Работы с приводным ремнем описаны в разд. «Электрооборудование».