Детали двигателя

Блок цилиндров двигателя: здесь собраны все вращающиеся и качающиеся элементы кривошипно-шатунного механизма и системы масляного обеспечения. В своей периферии несет также и вспомогательные агрегаты, такие как генератор, сервонасос, стартер и система зажигания. Блоки цилиндров двигателей Duratec отливаются из алюминия, серый чугун в почете у DuraTorg DI.

Головка блока цилиндров: в современных двигателях в целом изготавливается сегодня из сплавов легких металлов. Головка блока цилиндров закрывает сверху блок двигателя, в нем имеются впускные и выпускные каналы, водяные каналы, масляные каналы, вставные кольца седел клапанов, клапанные направляющие, места установки подшипников распределительных валов и прочих приводов клапанов, камеры сгорания, а также отверстия для свечей зажигания и форсунок. От масла, охлаждающей жидкости и «постороннего» воздуха изнутри и снаружи герметизирует прокладка головки блока цилиндров двигателя, располагаемая между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров двигателя.

Цилиндр: в нем перемещается поршень между нижней мертвой точкой (UT) и верхней мертвой точкой (ОТ): рабочие поверхности цилиндров по своему диаметру строго согласованы с диаметром поршней и дополнительно поверхности специальным образом обработаны. Они охлаждаются косвенно через охлаждающие каналы или, при мокрых гильзах цилиндров, непосредственно омываются охлаждающей жидкостью.

Поршень: перемещается в цилиндре и передает энергию сгорания посредством шатуна на коленчатый вал. Поршни состоят из особо легких и жаропрочных сплавов из легких металлов. Их основными составными элементами являются: днища, кольцевые зоны с поршневыми кольцами, отверстия для поршневого пальца и направляющей части. Палец поршня соединяет поршень с шатуном. Верхнее поршневое кольцо (уплотнительное кольцо) уплотняет камеру сгорания почти газонепроницаемо от кривошипно-шатунного механизма. Нижнее кольцо (скребковое маслосъемное поршневое кольцо) отводит избыточное смазочное масло от стенок цилиндра к сборнику для отработанного масла (масляный картер).

Шатун: соединяет поршень с коленчатым валом. Он состоит из: головки шатуна (ведет поршневой палец), стержня, основания стержня шатуна и крышки основания (основание и крышка окружают шатунные шейки коленчатого вала с вкладышами подшипников).

Коленчатый вал: посредством «связующего элемента шатуна» преобразует кинетическую энергию (движение поршня от ВМТ до НМТ) во вращательную энергию (вращательное движение). Современный коленчатый вал состоит из кованого стержня, который вращается в коренных вкладышах подшипников блока цилиндров. В зависимости от количества цилиндров со строго определенным сдвигом (угловые градусы) каждый раз две щеки кривошипа ведут к шатунным шейкам (местам расположения шатунных подшипников).

Четырехцилиндровые коленчатые валы Mondeo обладают пятью коренными подшипниками и четырьмя, экцентрично расположенными под углами 90° шатунными подшипниками. Во все места расположения подшипников «вставляются» сменные трехкомпонентные подшипники скольжения. V6 достаточно иметь 4 коренных подшипника, здесь места шатунных подшипников располагаются экцентрично с углами 60°.

Клапаны: в четырехтактовом двигателе предназначены для управления газообменом (всасывание, сжатие, сгорание, выталкивание). В двигателях Mondeo клапаны «висят» V-образно под углом 42° под распределительными валами. Все движущиеся детали в головке блока цилиндров комплектуют привод клапанов.

Привод клапанов: 1 — выпускной распределительный вал, 2 — впускной распределительный вал, 3 — впускной клапан, 4 — впускной канал, 5 — выпускной канал, 6 — выпускной клапан, 7 — крышка подшипника распределительного вала, 8 — тарельчатый толкатель, 9 — пружина клапана.

Распределительный вал: открывает и закрывает клапаны – в зависимости от частоты вращения двигателя и положения поршней – в строго заданной временной последовательности.

Основные понятия техники двигателей

Четырехтактный принцип:

Впуск (1-й такт): поршень скользит от верхней мертвой точки (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ). Впускной клапан открывается, топливовоздушная смесь устремляется в цилиндр.

Сжатие (2-й такт): поршень скользит от ВМТ до НМТ и при своем перемещении сжимает впущенную свежую топливную смесь. Впускной клапан и выпускной клапан закрыты.

Сгорание (3-й такт): уже вначале ВМТ сжатая свежая топливная смесь воспламеняется от воспламеняющих искр свечей зажигания: смесь сгорает взрывообразно, вследствие повышения давления поршень смещается в НМТ. Шатун передает энергию дальше на коленчатый вал и приводит его во вращение.

Выпуск (4-й такт): вращающаяся масса маховика перемещает поршень от положения НМТ снова в положение ВМТ. Выпускной клапан уже открыт, так что сгоревший газ (отработанный газ) выходит в выхлопную систему. В совокупности эти четыре такта в четырехтактном двигателе образуют цикл газообмена.

В целом дизельный двигатель функционирует на этом же принципе. Однако на такте впуска он всасывает только чистый воздух, сжимает его значительно сильнее, так чтобы впрыскиваемое в конце такта сжатия топливо (дизельное топливо) в горячем воздухе без принудительного зажигания (воспламеняющих искр) могло самостоятельно воспламениться. Остальной цикл газообмена идентичен с карбюраторным двигателем.

Рабочий объем: пространство, которое проходит поршень при своем движении от НМТ до ВМТ. Камера сгорания никак не связана с рабочим объемом. Рабочий объем и камера сгорания вместе образуют объем цилиндра.

Степень сжатия: параметр, определяющий, насколько сжата всасывающаяся свежая горючая смесь в камере сгорания. Размер камеры сгорания оказывает прямое воздействие на степень сжатия. Степень сжатия указывает на то, какой объем топливной смеси при 100%-ном заполнении (дроссельная заслонка полностью открыта) к моменту воспламенения должен быть в камере сгорания. У двигателей DuraTorg степень сжатия составляет 19,0. Двигатели Duratec-HE работают со степенью сжатия 10,8:1, а V6 сжимает свежую топливную смесь в отношении 9,8:1 (ST220 10,25:1).

Рабочий объем 2 простирается от верхней 1 до нижней мертвой точки 3. Между ВМТ, которая в правом цилиндре ограничивается непосредственно днищем поршня, и прогибом головки блока цилиндров 5 образуется камера сгорания 4.