W12 двигатель принцип работы

Мир автомобилей Volkswagen

Особенности конструкции двигателя W12

Особенности конструкции двигателя W12

Особенности конструкции двигателя W12 (6,0 л), предназначенного для автомобиля Audi A8:
– Это 12-цилиндровый бензиновый двигатель с W-образным расположением цилндров.
– Блок и головки цилиндров — из алюминиевых сплавов.
– Система смазки с сухим картером.
– Два верхних распределительных вала на каждый ряд цилиндров, четыре клапана на цилиндр, привод клапанов через ролико-вые рычаги (рокеры).
– Бесступенчатое изменение фаз газораспре-деления поворотом впускных и выпускных распределительных валов
– Очистка отработавших газов в четырех дополнительных и двух основных нейтрализаторах.
– Регулирование смеси и контроль за составом отработавших газов производится посредством восьми датчиков кислорода.

Полезное: Если вам нужно срочно переехать рекомендуем обратиться в компанию «Новоселье». Компания занимается организацией квартирного переезда на высоком профессиональном уровне и по выгодным расценкам.

Разработка нового поколения W-образных двигателей проводилась с целью, снизить до минимума их габариты при заданном числе цилиндров.

На конструкцию W-образных двигателей распространяются преимущества двигателей типа VR. Eсли объединить два 6-цилиндровых двигателя типа VR, развернув ряды цилиндров под углом 72° и оставив один коленчатый вал, получится W-образный 12-цилиндровый двигатель.

Двигатели с малым углом развала между цилиндрами обладают конструктивными преимуществами как рядных (R), так и V-образных двигателей: высокая уравновешенность и плавность хода первых сочетается у них с
малой длиной вторых. Их называют также двигателями типа VR.

Благодаря описанному выше принципу конст-руирования удается создавать многоцилиндровые двигатели, отличающиеся необычно высокой и недосягаемой прежде компактностью. Длина двигателя W12 равна 513 мм, а ширина — 710 мм.

Имея практически такие же габариты, как двигатель V8-5V традиционной конструкции, он позволяет создавать силовые агрегаты, которые не имеют конкурентов в отношении мощности, равномерности хода и возможности реализовать полный привод.

Источник

Сказ о том, как я W12 разбирал. Ценителям AUDI посвящается

Привет Смотравчанам. Тут многие обсуждают сложившеюся ситуацию, что народу стало больше, интересны постов меньше, а интересных постов на автомобильную тему ещё меньше. Как инженер — двигателист решил побаловать Вас одним, на мой взгляд очень интересным бложиком, чтобы вы представляли какое «сердце» бьется под капотом этого агрегата.

Очень много картинок(!) =)

Ну начнем пожалуй.
А начать стоит с того, что у официального дилера AUDI, вы можете заказать модель A8 с Шестилитровым W12 [AZC].
Именно А8 стала первой моделью, на которой был установлен двигатель данного типа.

Конструкция двигателя базируется на двигателях семейства VR. То есть W = VR + VR. Особенностью двигателя VR является то, что цилиндры расположены по 3 штуки в ряду, а угол развала между цилиндрами одного ряда составляет 15 градусов.

Разработка поколение W-образных двигателей проводилась с целью, снизить до минимума габариты при заданном количестве цилиндров. Двигатель с малым углом развала между цилиндрами обладают преимуществами как рядных (R), так и V-образных двигателей. Довольно высокая уравновешенность и плавность хода первых, сочетается с компактностью вторых.
Для примера, длина нашего W12 составляет 513 мм, ширина 710 мм

Поперечный разрез

Слева расположен один ряд VR, справа второй

Угол развала между рядами цилиндров 72 градуса. Максимальная мощность развиваемая двигателем 309кВт или 420 л.с. при 6000 об/мин. Максимальный крутящий момент 550 Нм достигается на оборотах 3500 — 4750 об/мин. Примечательно, что 90% крутящего момента достигается уже при 1800 об/мин! А это надо сказать впечатляющий показатель.

Не менее поражающий показатель — частота вращения холостого хода = 560 об/мин. Воистину двигатель работает, как Швейцарские часы. В следующий раз когда заведете двигатель на своей машине, посмотрите какой у вас холостой ход)

Наш двигатель питается исключительно неэтилированным бензином с октановым числом 98, также возможно заливать 95ый, но тогда не ждите от двигателя полной мощности. Также для правильной работы и смазки всех трущихся деталей ему необходимо 10.5 литров моторного масла 0w-30.

Мощность и крутящий момент

Среди конструктивных параметров выделяют:

— Блок и головка цилиндров сделаны из алюминиевого сплава;
— Система смазки с сухим картером;
— На каждый ряд цилиндров 2 распредвала, 4 клапана на цилиндр;
— Очистка отработавших газов в 4 дополнительных и двух основных нейтрализаторах;
— Регулирование смеси и контроль за составом отработавших газов производится с помощью восьми(!) датчиков кислорода.

Двигатель в сборе

Как я уже сказал выше. Блок цилиндров отливается из высококремниевого алюминиевого сплава — силумина. При застывании силумина образуются кристаллы из чистого кремния и из сплава кремния с алюминием. Дальнейшая обработка — хонингование рабочих поверхностей, обеспечивает обнажение кристаллов кремния. Благодаря этой технологии удается получить износостойкую поверхность и отказаться от применения гильз!

Среди преимуществ монолитного алюминиевого блока мы можем назвать:

— Хорошие условия отвода тепла от поверхностей цилиндров;
— Отсутствие проблем, которые возникают при термическом расширении разнородных материалов (например, при при чугунных гильзах в алюминиевом блоке);
— Равенство коэффициентов теплового расширения материала блока и поршней позволяет снизить зазор между ними и уменьшить шум двигателя при различных тепловых состояниях;
— И несомненно облегчение двигателя.

Блок цилиндров и алюминиевая рампа опор коленчатого вала образуют верхнюю часть картера двигателя. Масляный поддон состоит из двух частей, изготовляемых из алюминиевых сплавов.

Кривошипно-шатунный механизм

7-опорный коленчатый вал изготовляют ковкой из улучшаемой стали. Чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих циклов через 60° (у 12-цилиндровых двигателей) при W-образном расположении цилиндров, необходимо прибегнуть к особым решениям при конструировании коленчатого вала.

В данном случае было решено, расположить шатуны на шатунных шейках попарно, как это обычно делают у V-образных двигателей. Однако, имея ввиду развал рядов цилиндров под углом 72°, пришлось шатунные шейки раздвоить, сместив их половинки на угол 12°. Такие шатунные шейки называют раздвоенными (split-pin).

Поршневая и шатунная группы

Поршни отливаются из эвтектического сплава алюминия с кремнием. Все поршни одного ряда цилиндров одинаковые.
Плоская поверхность общей для всех цилиндров одного ряда головки цилиндров ограничивает объем камеры сгорания несимметричной формы.

Чтобы придать камере сгорания симметричную форму, применяют поршни с наклонным днищем. Наклон днища поршня предопределяет его положение в цилиндре. Чтобы избежать встречу поршня с противовесами коленчатого вала, его юбка укорочена и вырезана с двух сторон.

Так как поршни скользят по зеркалу алюминиевых цилиндров, на их рабочие поверхности гальваническим путем наносится железистое покрытие (Ferrostan).

Чтобы предотвратить перегрев поршней при работе двигателя с высокой удельной мощностью, предусмотрено их охлаждение моторным маслом, впрыскиваемым на их днища через специальные форсунки (см. раздел о системе
смазки).

Чтобы снизить массы, совершающие возвратно-поступательное движение, применяют шатуны с трапецевидной верхней головкой. Чтобы сократить длину блока цилиндров и коленчатого вала, ширина нижней головки шатуна уменьшена до экстремально низкой величины, равной 13 мм.

Ввиду получившейся при этом очень небольшой площади стыка крышки и тела шатуна поверхности стыка шлифуются и стягиваются болтами с утоненными стержнями и центрирующими поясками.

Пазы на крышке шатуна облегчают отвод масла из шатунного подшипника. Чтобы противостоять высоким удельным
нагрузкам на шатунный подшипник, в тело шатуна устанавливают специальный вкладыш с напыляемым в электростатическом поле покрытием (sputter), а в его крышку – обычный трехслойный вкладыш.

Подвеска двигателя

Да да, подвеска есть не только у автомобиля, а еще и у самого двигателя

Достижению наивысшего уровня комфорта способствуют две гидравлические опоры с электрическим управлением.
Электромагнитные клапаны этих опор получают питание от блоков управления двигателем, которые включают их в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и скорости автомобиля.

Электромагнитный клапан правой опоры N145 связан с блоком управления 1 (J623), а электромагнитный клапан левой опоры N144 – с блоком управления 2 (J624). Если автомобиль неподвижен, клапаны включаются при превышении частоты вращения коленчатого вала 1100 об/мин. При движении автомобиля со скоростями выше 7 км/ч их включение производится уже при частотах вращения до 850 об/мин.

Система смазки

Особенностью двигателя является система смазки с сухим картером. Это одна из разновидностей циркуляционной
смазки под давлением, которая преимущественно применяется на внедорожных и спортивных автомобилях.
В противоположность обычной системе (с мокрым картером) насос подает масло в двигатель, забирая его из отдельного
масляного бака.

K преимуществам системы смазки с сухим картером относятся:

– Aбсолютно надежная подача масла при экстремальных условиях движения автомобиля, например, при больших продольных и поперечных ускорениях и соответствующих им наклонах кузова.
– Минимальное содержание воздуха в масле.
– Пониженная температура масла.
– Относительная нечувствительность к превышению или недостатку масла в системе.
– Малая высота двигателя благодаря небольшому объему масляного поддона.

Трехсекционный масляный насос

Систему смазки с сухим картером обслуживает трехсекционный насос: две его секции служат для откачки масла из картера, а третья – для подачи его к деталям двигателя под давлением.

Масло стекает из механизмов двигателя в плоский поддон картера, из которого оно отсасывается откачивающими секциями и возвращается в масляный бак. Нагнетательная секция забирает успокоившееся и освобожденное от пены масло из бака и подает его в магистраль системы смазки.

Система охлаждения

Ввиду компактной конструкции двигателя W12 и стесненных условий его размещения на автомобиле Audi A8 системе охлаждения уделялось особое внимание.

Все элементы системы Вы можете увидеть на рисунке, а я расскажу про принцип работы.
Насос подает охлаждающую жидкость в рубашки цилиндров через два отдельных канала, выходящих из его улитки. На входе в рубашку цилиндров поток жидкости набегает на ребро, который разделяет его на два потока, проходящих вдоль двигателя и омывающих ряды цилиндров со стороны впуска и выпуска.

Равномерное охлаждение всех цилиндров обеспечивается направляющими ребрами. С задней стороны блока цилиндров производится отбор жидкости для охлаждения генератора (от первого ряда цилиндров) и для подвода ее в охладитель масла (от второго ряда цилиндров).

Большая часть охлаждающей жидкости поступает через калиброванные отверстия в головки цилиндров со стороны выпуска и проходит поперек них в направлении впуска.

Eще одна часть жидкости поступает в головки цилиндров со стороны впуска. В развале между рядами цилиндров расположен сборник охлаждающей жидкости, в который она поступает из головок цилиндров. Далее охлаждающая жидкость поступает в радиатор, входящий в большой контур охлаждения, или направляется непосредственно к корпусу термостата, включенного в малый контур охлаждения.

В малый контур охлаждения помимо двух радиаторов отопителя включены генератор и охладитель масла. Возврат охлаждающей жидкости к насосу производится через общий для обоих контуров трубопровод.

Вот такая вот информация. Пост был написан с помощью специализированной брошюры и своих знаний. Картинки принадлежат компании Audi.
Собственно фотографий распиленного двигателя у меня к сожалению нет. Он сейчас в теплом отапливаемом помещении) Является учебным пособием кафедры Теплотехники и АвтоТракторных Двигателей, МАДГТУ (МАДИ).

Спасибо всем кто уделил внимание! Берегите свои машинки) Душа у них есть, я проверял))

Источник

Двигатель W12 рабочим объемом 6,0 л для автомобиля Audi A8. Часть 1

Механизмы и системы двигателя

Уплотнение нагнетаемым в паз герметиком (с начала производства) . 52

В пособиях по программе самообразования приводятся сведения о конструкциях автомобилей и функционировании их агрегатов.

Пособие по программе самообразования не заменяет Руководства по ремонту!

Все численные значения приведенных в Пособии параметров служат только для облегчения понимания материала и актуальны исключительно на момент сдачи электронной версии в печать.

При проведении работ по техническому обслуживанию и ремонту следует использовать только предназначенную для этого техническую литературу.

Для ведущих моделей автомобилей концерна Volkswagen были разработаны совершенно новые W-образные двигатели, конструкция которых базируется на унифицированных двигателях семейства VR.

При этом в новой конструкции были использованы зарекомендовавшие себя компоненты, изготовляемые в условиях крупносерийного производства.

Входящий в это семейство 12-цилиндровый двигатель W12 рабочим объемом 6,0 л нашел впервые применение на автомобиле Audi A8.

Сегодня это самый мощный 12-цилиндровый двигатель для автомобилей данного класса. Помимо превосходной равномерности хода двигатель W12 обеспечивает необычайно высокие динамические качества автомобиля.

В результате было создано семейство особо компактных многоцилиндровых бензиновых двигателей для серийных легковых автомобилей. Двигатели такого типа ранее не применялись.

Макс. крутящий момент

Удельный момент Диаметр цилиндра Ход поршня Степень сжатия Масса Топливо

Последовательность работы цилиндров

Угол чередования рабочих ходов

Соответствие нормам токсичности

Модель двигателя Тип двигателя

W-образный двигатель с угом развала 15° между цилиндрами одного ряда и 72° между рядами цилиндров

309 кВт (420 л. с.) при 6000 об/мин

Удельная мощность 51,5 кВт/л (70,0 л. с./л)

при 3500 — 4750 об/мин*

Неэтилированный бензин Super Plus с ИОЧ 98

* 90% от максимального момента достигаются уже при 1800 об/мин.

Обслуживание по потребности LongLife, но не реже, чем через 30.000 км или через 2 года

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

Частота вращения, об/мин

Моторное масло По нормали VW 50301 (OW-30), для эксплуатации в режиме LongLife

смазки около 10,5 л (с фильтром)

холостого хода 560 об/мин

Указанные параметры мощности обеспечиваются только при применении бензина О с ИОЧ 98.

При применении бензина с ИОЧ 95 следует ожидать некоторое снижение мощности.

В исключительных случаях допускается эксплуатация на неэтилированном бензине с ИОЧ 91.

Поперечный разрез двигателя

Особенности конструкции двигателя W12 (6,0 л), предназначенного для автомобиля Audi A8:

— Это 12-цилиндровый бензиновый двигатель с W-образным расположением цилндров.

— Блок и головки цилиндров — из алюминиевых сплавов.

— Система смазки с сухим картером.

— Два верхних распределительных вала на каждый ряд цилиндров, четыре клапана на цилиндр, привод клапанов через роликовые рычаги (рокеры).

— Бесступенчатое изменение фаз газораспределения поворотом впускных и выпускных распределительных валов.

— Очистка отработавших газов в четырех дополнительных и двух основных нейтрализаторах.

— Регулирование смеси и контроль за составом отработавших газов производится посредством восьми датчиков кислорода.

W-образное расположение цилиндров

Двигатель типа VR

Двигатель типа VR

Разработка нового поколения W-образных двигателей проводилась с целью, снизить до минимума их габариты при заданном числе цилиндров.

На конструкцию W-образных двигателей распространяются преимущества двигателей типа VR.

Если объединить два 6-цилиндровых двигателя типа VR, развернув ряды цилиндров под углом 72° и оставив один коленчатый вал, получится W-образный 12-цилиндровый двигатель.

Двигатели с малым углом развала между цилиндрами обладают конструктивными преимуществами как рядных (R), так и V-образных двигателей: высокая уравновешенность и

плавность хода первых сочетается у них с малой длиной вторых. Их называют также двигателями типа VR.

Благодаря описанному выше принципу конструирования удается создавать многоцилиндровые двигатели, отличающиеся необычно высокой и недосягаемой прежде компактностью.

Длина двигателя W12 равна 513 мм, а ширина — 710 мм. Имея практически такие же габариты, как двигатель V8-5V традиционной конструкции, он позволяет создавать силовые агрегаты, которые не имеют конкурентов в отношении мощности, равномерности хода и возможности реализовать полный привод.

Блок цилиндров отливается из высококремнистого алюминиевого сплава (силумина).

При застывании силумина образуются кристаллы из чистого кремния и кристаллы сплава алюминия с кремнием.

Специальная технология хонингования рабочих поверхностей цилиндров обеспечивает обнажение структуры кристаллов кремния. Благодаря этой технологии удается получить износостойкую поверхность, поэтому оказалось возможным отказаться от применения гильз цилиндров.

В развале между рядами цилиндров размещены сборники охлаждающей жидкости, корпус насоса системы охлаждения и корпус термостата. Благодаря этому удалось сократить до минимума число наружных трубопроводов системы охлаждения.

Монолитный алюминиевый блок цилиндров имеет следующие основные преимущества:

— Обеспечение наилучших условий отвода тепла от поверхностей цилиндров к омываемым охлаждающей жидкостью поверхностям рубашки цилиндров.

— Отсутствие проблем, вызываемых различным тепловым расширением разнородных материалов (например, при залитых в алюминий чугунных гильзах цилиндров).

— Равенство коэффициентов теплового расширения материала поршней и цилиндров позволяет существенно снизить зазор между ними и тем самым уменьшить шум двигателя при различных тепловых состояниях.

— Существенное облегчение двигателя.

Механизмы и системы двигателя

Первый ряд цилиндров

Второй ряд цилиндров

Направление движения автомобиля

Разведение цилиндров одного ряда под углом 15° и развал рядов цилиндров под углом 72° позволили создать очень компактный блок цилиндров, обладающей необычно высокой жесткостью на скручивание.

Расположение цилиндров под углом всего 15° и малой длине блока цилиндров при сохранении обычной конструкции должно привести к пересечению поверхностей цилиндров в их нижней части.

Поэтому применяют дезаксиальное расположение цилиндров.

Это означает, что оси цилиндров не пересекают ось коленчатого вала, как это делается обычно, а проходят на некотором расстоянии справа или слева от нее.

Такое расположение цилиндров называют также дезаксажем.

Помимо этого мероприятия необходимые расстояния между деталями вблизи нижней мертвой точки обеспечиваются за счет соответствующей формы юбки поршня (см. раздел о поршнях и шатунах).

Дезаксиальное расположение цилиндров влечет за собой изменение конструкции шатунно-кривошипного механизма и фаз газораспределения.

Более подробно об этом рассказано в соответствующих разделах.

Механизмы и системы двигателя

Первый ряд цилиндров

Механизмы и системы двигателя

Блок цилиндров с верхней частью картера

Рампа опор коленчатого вала

Блок цилиндров и алюминиевая рампа опор коленчатого вала образуют верхнюю часть картера двигателя.

Масляный поддон состоит из двух частей, изготовляемых из алюминиевых сплавов.

Чтобы снизить шум двигателя, необходимо стабилизировать зазоры в коренных подшипниках во всем диапазоне рабочих температур. Это требование можно удовлетворить, связав коренные опоры между собой.

Для этого отлитые из чугуна с шаровидным графитом крышки коренных подшипников заливают в общую алюминиевую рампу.

Каждый из коренных подшипников (шириной всего 15 мм) стягивается четырьмя болтами M8, затягиваемыми до предела текучести.

Остальные болты крепления рампы к блоку цилиндров служат одновременно для его соединения с верхней частью масляного поддона. Благодаря этому дополнительно повышается жесткость общей конструкции двигателя.

В левой задней части рампы предусмотрено резьбовое отверстие для фиксирования коленчатого вала.

Пленчатый вал можно зафиксировать посредством стопорного пальца при положении поршня первого цилиндра в ВМТ. При этом стопорный палец взаимодействует со щекой коленчатого вала, расположенной против 12-го цилиндра.

Стопорный палец не следует использовать в качестве упора, например, при затягивании или отворачивании центрального болта (на переднем конце коленчатого вала).

Рампа опор коленчатого вала (алюминиевый сплав)

Соединение блока цилиндров с коробкой Для герметизации этих штуцеров применяются передач представляет собою одну из уплотнительные кольца.

особенностей конструкции двигателя.

Крепление верхней части коробки передач осуществляется посредством двух штуцеров,

проходящих через крышку распределительного механизма.

Крышка распределительного механизма

В перемычках под коренными опорами предусмотрены отверстия для выравнивания давления в полостях картера.

Первый ряд цилиндров

Второй ряд цилиндров

7-опорный коленчатый вал изготовляют ковкой из улучшаемой стали.

Чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих циклов через 60° (у 12-цилиндровых двигателей) при W-образном расположении цилиндров, необходимо прибегнуть к особым решениям при конструировании коленчатого вала.

В данном случае было решено, расположить шатуны на шатунных шейках попарно, как это обычно делают у V-образных двигателей.

Однако, имея ввиду развал рядов цилиндров под углом 72°, пришлось шатунные шейки раздвоить, сместив их половинки на угол 12°. Такие шатунные шейки называют раздвоенными (split-pin).

Центры половинок раздвоенных шеек

У 12-цилиндрового двигателя обычной конструкции шатунные шейки развернуты под углом 120°.

У 12-цилиндрового двигателя с дезаксиаль-ным расположением цилиндров каждые две шейки, находящиеся в одной фазе, смещены на 21,833°.

При дезаксиальном расположении цилиндров перемещению поршня между мертвыми точками соответствуют различные углы поворота коленчатого вала: путь (угол поворота) шатунной шейки зависит от того, перемещается поршень от ВМТ к НМТ или от НМТ к ВМТ.

У цилиндров одного ряда с положительным или отрицательным смещением эти соотношения противоположны (см. рис.).

Этим объясняется необычный угол разведения шатунных шеек и различные фазы газораспределения для четных и нечетных цилиндров (см. раздел о газораспределении на стр. 57).

Первый ряд цилиндров

Второй ряд цилиндров

l — Длина шатуна

r — Радиус кривошипа

Y — Смещение в нижней мертвой точке (НМТ)

Механизмы и системы двигателя

Ремонт кривошипно-шатунного механизма ввиду его сложности пока не производится.

Поршень и шатун

Поршни отливаются из эвтектического сплава алюминия с кремнием. Все поршни одного ряда цилиндров одинаковые.

Плоская поверхность общей для всех цилиндров одного ряда головки цилиндров ограничивает объем камеры сгорания несимметричной формы.

Чтобы придать камере сгорания симметричную форму, применяют поршни с наклонным днищем.

Наклон днища поршня предопределяет его положение в цилиндре.

Чтобы избежать встречу поршня с противовесами коленчатого вала, его юбка укорочена и вырезана с двух сторон.

Так как поршни скользят по зеркалу алюминиевых цилиндров, на их рабочие поверхности гальваническим путем наносится железистое покрытие (Ferrostan).

Чтобы предотвратить перегрев поршней при работе двигателя с высокой удельной мощностью, предусмотрено их охлаждение моторным маслом, впрыскиваемым на их днища через специальные форсунки (см. раздел о системе смазки).

Чтобы снизить массы, совершающие возвратно-поступательное движение, применяют шатуны с трапецевидной верхней головкой.

Чтобы сократить длину блока цилиндров и коленчатого вала, ширина нижней головки шатуна уменьшена до экстремально низкой величины, равной 13 мм.

Ввиду получившейся при этом очень небольшой площади стыка крышки и тела шатуна поверхности стыка шлифуются и стягиваются болтами с утоненными стержнями и центрирующими поясками.

Пазы на крышке шатуна облегчают отвод масла из шатунного подшипника.

Чтобы противостоять высоким удельным нагрузкам на шатунный подшипник, в тело шатуна устанавливают специальный вкладыш с напыляемым в электростатическом поле покрытием (sputter), а в его крышку — обычный трехслойный вкладыш.

Более подробные сведения о вкладышах с напылением содержатся в Пособии по программе самообразования 226 на стр. 10.

Установочные усики на вкладышах отсутствуют. Поэтому для монтажа шатуна необходим специальный инструмент (в сервисные центры он пока не поставляется).

Достижению наивысшего уровня комфорта способствуют две гидравлические опоры с электрическим управлением.

Электромагнитные клапаны этих опор получают питание от блоков управления двигателем, которые включают их в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и скорости автомобиля.

Электромагнитный клапан правой опоры N145 связан с блоком управления 1 (J623), а электромагнитный клапан левой опоры N144 — с блоком управления 2 (J624).

Опора первого ряда цилиндров с электромагнитным клапаном N145

Опора второго ряда цилиндров с электромагнитным клапаном N144

Если автомобиль неподвижен, клапаны включаются при превышении частоты вращения коленчатого вала 1100 об/мин. При движении автомобиля со скоростями выше 7 км/ч их включение производится уже при частотах вращения до 850 об/мин.

Более полная информация о работе электрогидравлических опор содержится в Пособии по программе самообразования 183 на стр. 16.

Особенностью двигателя является система смазки с сухим картером.

Это одна из разновидностей циркуляционной смазки под давлением, которая преимущественно применяется на внедорожных и спортивных автомобилях.

В противоположность обычной системе (с мокрым картером) насос подает масло в двигатель, забирая его из отдельного масляного бака.

Систему смазки с сухим картером обслуживает трехсекционный насос: две его секции служат для откачки масла из картера, а третья — для подачи его к деталям двигателя под давлением.

Масло стекает из механизмов двигателя в плоский поддон картера, из которого оно отсасывается откачивающими секциями и возвращается в масляный бак.

Нагнетательная секция забирает успокоившееся и освобожденное от пены масло из бака и подает его в магистраль системы смазки.

K преимуществам системы смазки с сухим

— Абсолютно надежная подача масла при экстремальных условиях движения автомобиля, например, при больших продольных и поперечных ускорениях и соответствующих им наклонах кузова.

— Минимальное содержание воздуха в масле.

— Пониженная температура масла.

— Относительная нечувствительность к превышению или недостатку масла в системе.

— Малая высота двигателя благодаря небольшому объему масляного поддона.

Ввиду особенностей системы смазки с сухим картером необходимо владеть соответствующими знаниями при техническом обслуживании автомобиля, проведении ремонтных работ и контроле уровня масла, а также при эксплуатации автомобиля.

Механизмы и системы двигателя

Трехсекционный масляный насос

Откачивающие секции Промежуточная плита Нагнетающая с екц ия

Звездочка цепного привода

впускной патрубок 2

Нагнетательная секция, нагнетательный патрубок

Откачивающая секция, нагнетательный патрубок

Ось ведомых шестерен

Звездочка цепного привода

Откачиваю щи е с ек ции Нагнетательная с ек ци я Ведущий вал SSP267_12

Откачивающие и нагнетательная секции представляют собою шестеренные насосы, объединенные в одном блоке.

Этот блок содержит как бы три независимо действующих шестеренных насоса.

Ведущие шестерни установлены на общем ведущем валу, а ведомые шестерни вращаются на общей оси.

Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством однорядной цепи, передаточное число цепного привода равно 1,5.

Передняя секция насоса — нагнетательная, а расположенные за ней секции -откачивающие.

Чтобы обеспечить полный возврат стекающего в поддон масла в бак, производительность откачивающих секций установлена в 1.5 раза выше производительности нагнетательной секции.

Этому способствуют также отдельные для каждой откачивающей секции маслозабор-ники в днище поддона. Они обеспечивают откачку масла в бак при больших продольных и поперечных ускорениях.

На стороне нагнетания каналы откачивающих секций образуют общий патрубок, через который масло отводится в бак.

В корпус масляного насоса встроен редукционный клапан; сбрасываемое через него масло отводится непосредственно на сторону впуска насоса.

Редукционный клапан открыт

Механизмы и системы

Нижний контур смазки

Особенностью системы смазки двигателя W12 является расположение значительной части соединительных каналов в днище масляного поддона. Благодаря этому длина и количество трубопроводов сокращены до минимума. В результате повышена надежность системы смазки, снижены ее размеры и стоимость.

Перепускной клапан фильтра

Датчик давления масла

Трехсекционный масляный насос

к главной масляной магистрали 1

Масло, стекающее с деталей двигателя в поддон, забирается откачивающими секциями насоса и направляется в масляный бак. На входе в бак установлен циклонный газоотделитель. Входящее в него масло вовлекается во вращательное движение, под действием которого из него выделяются воздух и газы. Газы поднимаются вверх, а масло направляется на успокоительную стенку, расположенную в нижней части бака.

На масляном баке установлены:

— датчик температуры масла G8 (подробности в Пособии 268, часть 2, стр. 42),

— датчик температуры и уровня масла G266 (подробности на стр. 32),

— указатель уровня масла (подробности на стр. 33),

Кронштейн с корпусом масляного фильтра

Указатель уровня масла

от маслоналивной горловины (вентиляция картера)

от газоотделителя (возврат масла в поддон)

от блока цилиндров (вентиляция картера)

к газоотделителю от впускной системы (вентиляция картера)

Охладитель масла, представляющий собою теплообменник типа масло-охлаждающая жидкость, не имеет собственного корпуса. Он закреплен болтами непосредственно на верхней части поддона и соединен с нижней его частью посредством штуцеров с кольцевыми уплотнениями круглого сечения.

Датчик температуры масла G8

Датчик уровня и температуры масла G266

от охладителя масла к о х лади те лю

к масляному фильтру

SSP267_ 118 от масляного насоса

Нагнетательная секция насоса забирает масло из бака и подает его в охладитель. Параллельно охладителю действует перепускной клапан. Он открывается при слишком большом перепаде давлений на охладителе. Таким образом в систему смазки всегда подается необходимое количество масла.

Прошедшее через охладитель масло течет по каналам в днище поддона в направлении к фильтру. Параллельно масляному фильтру также включен перепускной клапан, действие которого аналогично действию перепускного клапана охладителя.

Высокий перепад давлений образуется при прокачке холодного масла через охладитель или через фильтр и относительно высокой частоте вращения вала двигателя.

Сопротивление масляного фильтра и охладителя увеличиваются при их загрязнении.

Очищенное в фильтре масло возвращается в днище поддона, откуда оно поступает в главную масляную магистраль, проходящую через верхнюю часть поддона.

Механизмы и системы двигателя

Верхний контур смазки

Распределительные валы первого ряда цилиндров

^нал к головке цилиндров с противодренажным клапаном

к промежуточ ному валу

Распределительные валы второго ряда цилиндров

Центральный масляный канал

^нал к верхнему контуру смазки

к натяжи-телю цепи

Форсунки с клапанами для подачи масла на поршни

Слив масла Подача масла

Подвод масла со стороны поддона

Главная масляная магистраль

От главной масляной магистрали ответвляются каналы к коренным подшипникам коленчатого вала, а в передней части двигателя от нее поднимается вверх канал, через который масло подается под давлением в центральный канал, расположенный в развале блока цилиндров.

От центрального канала ответвляются каналы подачи масла в головки цилиндров. От него производится питание форсунок для

впрыска масла на поршни, а также подводится масло к подшипнику промежуточного вала и к деталям механизма газораспределения.

Большая часть масла сливается через полости цепных передач привода распределительных валов (на рис. не показаны).

В наклонные каналы, служащие для подвода масла в головки цилиндров, вставлены противодренажные клапаны.

Они предотвращают слив масла из головок цилиндров в поддон после остановки двигателя. Благодаря этому после пуска двигателя давление масла в каналах головок цилиндров быстро поднимается.

Подведенное к головкам цилиндров масло распределяется по нескольким каналам:

часть его подводится к муфтам поворота распределительных валов, а другая часть поступает через жиклеры в продольные каналы и далее к подшипникам распределительных валов и к гидротолкателям. Дроссели предотвращают избыточно большую подачу масла в головки цилиндров и соответственно высокий слив его в поддон при повышенных частотах вращения вала двигателя.

Благодаря этому снижается мощность, затрачиваемая на привод масляного насоса.

Корпус распределительных валов

Муфты поворота распределительных валов

Механизмы и системы двигателя

Заслуживает особого внимания подвод масла к коленчатому валу.

Масло поступает из главной магистрали, расположенной в верхней части поддона, в рампу опор коленчатого вала и подводится к каждому коренному подшипнику снизу. Далее оно проходит по кольцевому пазу, выполненному в рампе опор коленчатого вала под нижним вкладышем и продолженному в блоке цилиндров над верхним вкладышем. В верхнем вкладыше предусмотрены пять отверстий, через которые масло поступает к рабочим поверхностям подшипника, а нижний вкладыш отверстий не имеет.

С внутренней стороны на верхнем вкладыше выполнен паз, который обеспечивает непрерывную подачу масла к шатунным подшипникам.

Форсунки с клапанами для подачи масла на поршни

Подвод масла под давлением к коренным подшипникам

Подвод масла под давлением от главной масляной магистрали

Вкладыш подшипника и канал с его внешней стороны

Система смазки с сухим картером требует Уровень масла в баке существенно зависит особого подхода при контроле уровня масла от ряда параметров, а именно от.

и при его смене.

температуры двигателя низкая — высокая,

В отличие от двигателей с мокрым картером частоты вращения низкая — высокая,

у двигателей с сухим картером уровень масла состояния двигателя работает -измеряется не в поддоне, а в масляном баке. не работает.

Действующие при этом зависимости описаны ниже для ряда состояний двигателя. При этом подчеркивается необходимость соблюдения определенных условий при измерении уровня масла в баке неработающего двигателя.

к газоотделителю или впускной системе (вентиляция картера)

от газоотделителя (слив масла)

Трубопровод возврата масла из двигателя

Встроенный в бак датчик температуры масла G8, подробности в Пособии 268, часть 2, стр. 42

Штуцер трубопровода забора масла в двигатель

При неработающем двигателе

Сразу после остановки двигателя уровень масла в баке расположен наиболее высоко. В период времени до следующего пуска и в зависимости от температуры масла при остановке двигателя часть его перетекает из бака назад в поддон двигателя.

С течением времени уровень масла в баке может сравняться с его уровнем в двигателе. При этом указатель масла вообще не доходит до уровня масла в баке.

После пуска двигателя

Обе откачивающие секции быстро перекачивают перетекшее в двигатель масло вновь в бак. В результате уровень масла в баке также быстро поднимается.

Изменяющийся уровень масла при эксплуатации автомобиля

При работе двигателя на холостом ходу и с высокой частотой вращения

В холодном двигателе масло медленно стекает в поддон, задерживаясь относительно долго в его системах. В результате этого имеет место низкий уровень масла в баке. Чем горячее масло, тем быстрее оно стекает в поддон. Уровень масла в баке соответственно поднимается.

При повышении частоты вращения вала двигателя увеличивается количество масла, задерживающегося в системах двигателя, поэтому уровень масла в баке снижается.

Принципиально можно сделать следующие выводы:

Уровень масла в баке снижается при повышении частоты вращения коленчатого вала.

Уровень масла в баке повышается при увеличении его температуры.

Механизмы и системы двигателя

Различают между динамическим и статическим контролем уровня масла.

Динамический контроль уровня масла

Водитель не обязан контролировать уровень масла от руки. При движении автомобиля уровень масла контролируется посредством датчика уровня и температуры G266. При понижении уровня масла до минимально допускаемого значения информационная система (FIS) подает предупредительный сигнал.

Если загорелся сигнализатор уровня масла, при очередной заправке бензином необходимо в обязательном порядке залить в двигатель 1 литр масла в соответствии с предписанной спецификацией.

В исключительных случаях, например, перед длительной поездкой следует провести статический контроль уровня масла в соответствии с указаниями, приведенными в Руководстве по эксплуатации.

Датчик уровня и температуры масла G266

Он идентичен датчику, который был применен при введении технического обслуживания автомобиля по потребности, т. е. с переменными интервалами.

Оценка и обработка сигналов датчика G266 производится процессором J218 комбинации приборов в принципе прежними методами.

Процессор производит статистическую обработку сигнала датчика с учетом температуры масла, частоты вращения вала двигателя и временного фактора и вырабатывает команду на включение сигнализатора уровня.

Большие колебания уровня масла в баке и почти горизонтальное положение датчика G266 были причиной доработки метода статистической обработки для конкретного двигателя.

При определенных условиях эксплуатации автомобиля датчик G266 полностью заливается маслом или обнажается.

Следует знать, что работа сигнализатора уровня масла зависит определенным образом от стиля вождения автомобиля. Например, при высокой динамике автомобиля сигнализатор может загораться с некоторым опережением.

Расположение датчика G266 под малым углом к горизонтали обеспечивает достоверную оценку сигналов только при его частичном погружении в масло.

Статистическая обработка сигналов позволяет определить средний уровень масла в динамике. Через каждые 100 км пробега производится сравнение среднего статистического (динамического) значения уровня масла с заданным значением и при необходимости подается команда на включение сигнализатора уровня масла.

Описание принципа действия датчика уровня и температуры масла G266 приведено в Пособии по программе самообразования 207.

После открытия капота (через 30 с) сигнализатор выключается. Eсли не долить масла (при низком его уровне), сигнализатор после этого будет включен не раньше, чем через 100 км.

Чтобы избежать ошибок при контроле уровня масла на неработающем двигателе, следует доверять его проведение только сотрудникам авторизированного сервисного предприятия. Эта операция проводится с помощью вставляемого в бак стержневого указателя уровня масла.

Порядок проведения работ и условия

— Установить автомобиль на горизонтальную площадку.

— Двигатель должен быть горячим, температура масла должна быть не менее 80°C. Измерение температуры следует проводить посредством диагностического тестера (функция 08, группа выводимых данных 134, поле 1).

— Перед проведением измерений дать двигателю поработать на холостом ходу в течение не менее двух минут.

— Определить уровень масла в течение двух минут после остановки двигателя.

Контроль уровня масла при неработающем двигателе

Применяются указатели уровня двух различных типов.

Указатель первого типа имеет 11 засечек.

Метка MIN соответствует пятой засечке, а метка MAX — восьмой засечке

Диапазон допускаемых уровней соответствует приблизительно 0,3 литра масла

Указатель второго типа снабжен метками MIN- и MAX. Диапазон уровней между метками MIN и MAX соответствует приблизительно одному литру.

Особенности проведения смены масла описаны в разделе «Техническое обслуживание» Пособия 268, часть 2, стр. 49.

Механизмы и системы

Ввиду компактной конструкции двигателя W12 и стесненных условий его размещения на автомобиле Audi A8 системе охлаждения уделялось особое внимание.

Возврат жидкости от отопителя

Обратный клапан 2

Подсоединение контура охлаждения генератора к блоку цилиндров

Подсоединение охладителя масла к картеру

Отвод пара и воздуха

/ от головки цилиндров

Подвод жидкости к генератору

Отвод пара от радиатора

Радиатор системы охлаждения

Отвод жидкости от генератора

Электронасос охлаждающей жидкости V51

Обратный клапан 1

Г Термовыключатель вентилятора системы охлаждения F18

Подвод жидкости к радиатору Отвод жидкости от радиатора

Генератор (с жидкостным О охлаждением)

В систему охлаждения автомобиля Audi A8 с двигателем W12 входят следующие компоненты:

— встроенный в блок цилиндров насос охлаж- — вентилятор с регулируемым по многопара-дающей жидкости с приводом от коленча- метровой характеристике гидроприводом и того вала через поликлиновой ремень, электровентилятор мощностью 300 Вт,

— электронасос V51, управляемый по многопа- -раметровой характеристике и служащий как для поддержки основного насоса, так и для обеспечения циркуляции жидкости после остановки двигателя, —

— электронная система регулирования системы охлаждения

(с управляемым по многопараметровой характеристике термостатом)

Место установки датчиков температуры охлаждающей жидкости G2 и G62

управляемый по многопараметровой характеристике цикл охлаждения после остановки двигателя,

генератор с жидкостным охлаждением (см. подробности в Пособии 268, часть 2, стр. 4).

Механизмы и системы двигателя

Схема системы охлаждения

Насосно-клапанный блок N175, N176

Обратный клапан 2

Пробки для прокачки системы

Сборник охлаждающей жидкости

Обратный клапан 1 (открыт)

Насос подает охлаждающую жидкость в рубашки цилиндров через два отдельных канала, выходящих из его улитки. На входе в рубашку цилиндров поток жидкости набегает на ребро, который разделяет его на два потока, проходящих вдоль двигателя и омывающих ряды цилиндров со стороны впуска и выпуска. Равномерное охлаждение всех цилиндров обеспечивается направляющими ребрами.

С задней стороны блока цилиндров производится отбор жидкости для охлаждения генератора (от первого ряда цилиндров) и для подвода ее в охладитель масла (от второго ряда цилиндров).

Большая часть охлаждающей жидкости поступает через калиброванные отверстия в головки цилиндров со стороны выпуска и проходит поперек них в направлении впуска.

Eще одна часть жидкости поступает в головки цилиндров со стороны впуска.

В развале между рядами цилиндров расположен сборник охлаждающей жидкости, в который она поступает из головок цилиндров.

Далее охлаждающая жидкость поступает в радиатор, входящий в большой контур охлаждения, или направляется непосредственно к корпусу термостата, включенного в малый контур охлаждения.

В малый контур охлаждения помимо двух радиаторов отопителя включены генератор и охладитель масла. Возврат охлаждающей жидкости к насосу производится через общий для обоих контуров трубопровод.

Радиатор системы охлаждения

Насосно-клапанный блок N175, N176

Обратный клапан 2

Пробки для прокачки системы

Сборник охлаждающей жидкости

Обратный клапан 1 (закрыт)

Чтобы электронасос V51 не терял своей подвижности при длительной эксплуатации в режиме коротких ездок (при которых он не включается), предусмотрено принудительное включение его на время около 5 секунд после каждого пуска двигателя, имеющего температуру ниже 70°C.

Неисправность насоса V51, связанная с потерей его подвижности, системой самодиагностики не распознается.

Электронасос V51 установлен на трубопроводе, который подключен параллельно трубопроводу возврата охлаждающей жидкости от радиатора.

Электронасос V51 выполняет две задачи:

1. При низкой частоте вращения вала двигателя он поддерживает основной насос, приводимый от коленчатого вала, обеспечивая достаточно интенсивную циркуляцию охлаждающей жидкости.

При этом он включается блоком управления двигателем 1 (J623) через реле J496. Управление насосом производится по мно-гопараметровой характеристике в зависимости от частоты вращения вала двигателя и температуры охлаждающей жидкости, определяемой посредством датчика G62.

Параметры включения и выключения насоса:

включение: 108°C, выключение: > 3000 об/мин или Г л у ши те ль ш у м а вса сы ван ия

блоком управления J162

Механизмы и системы двигателя

Особенности системы охлаждения с автономным отопителем

Особенностью системы охлаждения автомобиля Audi A8 W12 с автономным отопителем является разделение системы его подключения на два контура: большой и малый.

Включение автономного отопителя при неработающем двигателе сопровождается его подключением посредством клапана N279 к малому контуру. Этот контур действует до тех пор, пока температура отопителя не достигнет определенного значения.

При действующем малом контуре охлаждающая жидкость покидает радиаторы отопителя через насосно-клапанный блок и поступает непосредственно в циркуляционный насос V55 (в комплекте автономного отопителя). Благодаря этому достигается ускоренный прогрев салона, в то время как двигатель в первой фазе работы отопителя не разогревается.

Малый контур отопителя

При достижении определенной температуры охлаждающей жидкости (измеряемой датчиком, встроенным в блок управления отопите-лем J162) срабатывает клапан N279, перепускающий ее по большому контуру. В результате охлаждающая жидкость прокачивается насосом V55 через двигатель, нагревая его.

Чтобы исключить снижение подачи тепла в салон при переходе с малого контура на большой, предусмотрено управление клапана N279 по температуре в отопителе посредством широтно-импульсного модулирования его питания.

Таким образом обеспечивается сбалансированное распределение тепла между салоном и двигателем.

При заполнении системы с автономным отопи-телем охлаждающей жидкостью и ее прокачке необходимо следовать указаниям, приведенным в Руководстве по ремонту автономного и дополнительного отопителей.

Запорный клапан N279

Циркуляционный насос отопителя V55

Насосно-клапанный блок с радиаторами отопителя

Вспомогательный насос отопителя V50

Запорный клапан N279

Положение клапана при переходе на большой контур

Положение клапана при переходе на малый контур

Большой контур отопителя

Механизмы и системы двигателя

Управление запорным клапаном N279

Запорный клапан N279 действует по командам блока управления J541.

Блок управления запорным клапаном J 541 обрабатывает информацию, получаемую от блока управления автономным отопителем J162 и от процессора в комбинации приборов J218, а также он получает сигнал с клеммы D+ генератора.

Дополнительные функции блока управления J541

— Включение циркуляционного насоса V55 при выключенном отопителе.

Если при работающем двигателе температура охлаждающей жидкости не превышает 80°C (по данным, получаемым от комбинации приборов), блок управления J541 вырабатывает команду на включение насоса отопителя V55, поступающую на контакт 3 в разъеме блока управления автономным отопителем J162. Насос V55 поддерживает при этом работу насоса V50 (в насосно-клапанном блоке отопителя), увеличивая прокачку жидкости через радиаторы климатической установки. В результате усиливается подогрев подаваемого в салон воздуха.

— Управление приборами в пульте управления климатической установкой Е87 при работе автономного отопителя, если температура охлаждающей жидкости в нем превышает 30 °C.

— Управление приборами в пульте управления климатической установкой Е87 при работе автономного отопителя в режиме продувки.

Следует знать, что при настройке автономного отопителя должен быть введен код «Малый контур автономного отопи-теля». См. Руководство по ремонту автономного отопителя и дополнительного подогревателя.

Aдресация контактов в разъеме блока

Контакт 1 Ввод данных с блока управления J162 о состоянии автономного отопителя (пуск, работа на режимах полной или частичной мощности, холостой ход, остановка, продувка, неисправность и проверка исполнительных устройств).

Ввод данных с блока управления J162 о температуре охлаждающей жидкости в автономном отопителе.

Контакт 2 Подача команд на запорный клапан N279.

Контакт 3 Вход сигнала с клеммы D+ генератора (информация о работе двигателя).

Контакт 4 «Масса» на клемме 31.

Контакт 5 Сигналы управления приборами в

пульте климатической установки E87.

Контакт 6 Напряжение питания на клемме 30.

Контакт 7 Команда блоку управления J162 (контакт 3) на включение насоса отопителя V55.

Контакт 8 Резерв.

Контакт 9 Ввод данных с процессора в комбинации приборов J218 (информация о температуре охлаждающей жидкости в двигателе).

Aдресация контактов в разъеме блока

5 В = В1 5 В = В1 3 ^ = 1,777777778 2 18

24 iобщ = 1,125 x 1,777777778

Звездочка привода распределительных валов второго ряда цилиндров

В башмаках натяжителей предусмотрены отверстия, через которые подводится масло для смазки и охлаждения цепей.

Необходимое натяжение цепей и отсутствие их колебаний обеспечиваются с помощью трех пружинно-гидравлических натяжителей (без храповых регуляторов натяжения) и трех успокоителей.

Механизмы и системы двигателя

Уплотнение крышки привода механизма газораспределения

Уплотнение нагнетаемым в паз герметиком (с начала производства двигателя)

Одним из новых технических решений является уплотнение верхней крышки привода механизма газораспределения с помощью нагнетаемого в паз герметика. Уплотнение этого типа получило название Seal-Injection-System (SIS).

На обращенной к нижней крышке поверхности предусмотрен паз, в который после монтажа крышек нагнетается под давлением жидкий герметик.

Нагнетание герметика в паз производится через специальное сопло.

По концам паза предусмотрены калиброванные отверстия для выпуска вытесняемого из него воздуха. Нагнетание герметика продолжается до тех пор, пока из этих отверстий не начнет выходить герметик без пузырей.

По данному вопросу следует обратиться к действующему Руководству по ремонту.

Seal = Уплотнение Injection = Нагнетание

Уплотняемая поверхность с пазом

Отверстие для выпуска воздуха

Верхняя крышка первого ряда цилиндров (Вид снизу)

Сопло для ввода герметика

Уплотнение с помощью силиконового герметика (новое исполнение)

Постепенно осуществляется переход на новый способ уплотнения крышки привода механизма газораспределения.

При этом герметик наносится на уплотняемые поверхности перед монтажом деталей на двигатель.

Новым элементом уплотнения является фаска, выполненная дополнительно к пазу.

Паз и фаска способствуют удерживанию стойкости герметика.

По данному вопросу следует обратиться действующему Руководству по ремонту.

Поворотом впускных и выпускных валов двигателя W12 удается получить так называемую внутреннюю рециркуляцию отработавших газов.

Поэтому рециркуляцию отработавших газов целесообразно рассмотреть в данном разделе.

Рециркуляция отработавших газов

Требования к двигателям внутреннего сгорания в отношении мощности, крутящего момента, расхода топлива и выбросов вредных веществ постоянно повышаются.

Рециркуляция газов является эффективным средством, в частности для снижения выброса оксидов азота.

Внешняя рециркуляция отработавших газов

Токсичные оксиды азота образуются при высоких температурах и давлениях сгорания в результате окисления содержащегося в воздухе азота.

При возвращении в камеру сгорания отработавших газов снижаются температура и давление сгорающей смеси, что приводит к уменьшению количества образующихся оксидов азота.

Различают внешнюю и внутреннюю рециркуляцию отработавших газов.

Внешняя рециркуляция отработавших газов

Внешняя рециркуляция заключается в подводе отработавших газов во впускную систему через специальный перепускной клапан. Далее эти газы поступают вместе со свежей смесью в цилиндры двигателя.

Механизмы и системы двигателя

Механизм газораспределения/ Изменение фаз газораспределения

Для снижения выбросов оксидов азота двигателем W12 применяется внутренняя рециркуляция отработавших газов.

Оптимальное количество остающихся в цилиндрах двигателя отработавших газов достигается при этом соответствующей регулировкой фаз впуска и выпуска.

Наиболее существенно на количество остающихся в цилиндрах газов влияет так называемое перекрытие фаз.

Внутренняя рециркуляция отработавших газов

Перекрытием фаз называют диапазон углов поворота коленчатого вала, соответствующих открытию впускных клапанов при закрывающихся выпускных клапанах.

Преимуществами внутренней рециркуляции являются ее быстродействие (ввиду отсутствия прохождения газов по длинным трубопроводам), достаточно большая доля отработавших газов в смеси, хорошее перемешивание этих газов со свежей смесью, а также меньшее количество деталей, чем при внешней рециркуляции.

Внутренняя рециркуляция отработавших газов

На приведенных ниже диаграммах приведены фазы открытия и закрытия клапанов при различных нагрузках прогретого до рабочей температуры двигателя.

При работе двигателя на холостом ходу и близких к нему режимах перекрытие фаз отсутствует.

На этих режимах образование оксидов несущественно, поэтому рециркуляция отработавших газов не нужна. В этом случае фазы газораспределения подбираются для обеспечения максимально равномерной работы двигателя.

При работе двигателя на режимах частичных нагрузок перекрытие фаз устанавливается в зависимости от нагрузки и частоты вращения. На этих режимах образование оксидов азота происходит особенно интенсивно. Их снижение достигается посредством рециркуляции отработавших газов. Показательно, что при этом рециркуляция способствует снижению расхода топлива.

При работе двигателя с полной нагрузкой распределительные валы устанавливаются в положения, при которых достигается максимальное наполнение цилиндров.

Механизмы и системы двигателя

Нагрузка — 50%, рабочая температура двигателя

Впускной клапан открывается Выпускной клапан закрывается Перекрытие фаз

Нагрузка — 90%, рабочая температура двигателя

* диапазон перестановки выпускного вала

* диапазон перестановки впускного вала

Для оптимизации фаз газораспределения на каждом рабочем режиме производится бесступенчатая перестановка как впускных, так и выпускных распределительных валов двигателя W12.

Диапазон перестановки впускных валов равен 52° по к. в. (по коленчатому валу).

Фазы газораспределения и диапазоны их изменения

Диапазон перестановки выпускных валов равен 22° по к. в.

Оптимизация фаз газораспределения производится по многопараметровой характеристике для .

. ускорения прогрева нейтрализаторов, . ускорения прогрева двигателя, . оптимизации показателей прогретого двигателя.

Аргументами многопараметровой характеристики являются частота вращения вала двигателя, его нагрузка и температура (см. стр. 46).

(Цилиндры 1 — 3 — 5

до ВМТ после ВМТ

до ВМТ после ВМТ

после ВМТ после ВМТ

после ВМТ после ВМТ

до ВМТ после ВМТ

до ВМТ после ВМТ

Вп. откр. = Впускной клапан

открывается Вп. закр. = Впускной клапан

закрывается Вып. откр. = Выпускной клапан

80 160 240 3200Т 400 480 560 Положение коленчатого вала, ° по к. в.

открывается Вып. закр. = Выпускной клапан закрывается

Ввиду дезаксиального кривошипно-шатунного механизма фазы газорас-0 пределения (Вп. закр. и Вып. откр.) различны для четных и нечетных цилиндров.

Механизмы и системы двигателя

Регулировка и контроль положения распределительных валов

На каждом распределительном валу предусмотрен датчик его положения, который позволяет контролировать работу муфт поворота распределительных валов.

Для точного определения положения всех четырех распределительных валов производится калибровка блоков управления при их исходном положении (в позиции «поздно»).

Эта калибровка проводится при обесточенных электромагнитных клапанах управления муфтами. При этом распределительные валы устанавливаются под действием передаваемых на них с цепей усилий в исходное (позднее) положение.

В память блока управления вводятся сигналы датчиков положения распределительных валов и сигналы начала отсчета с датчика частоты вращения (коленчатого вала). Взаимное положение этих сигналов принимается за исходную величину для определения сдвига распределительных валов в процессе регулирования их положения.

Различают между базовой и уточненной калибровкой блоков управления.

Базовая калибровка производится всегда после отключения питания блока управления (отсутствия напряжения на клемме 30) или после гашения данных в регистраторе неисправностей.

После пуска двигателя распределительные валы находятся некоторое время в исходном положении, пока система управления не распознает их положение относительно коленчатого вала.

Уточненная калибровка производится (при наличии данных базовой калибровки) после каждого пуска двигателя (приблизительно через одну секунду), если по условиям работы двигателя распределительные валы устанавливаются в исходное положение (электромагнитные клапаны при этом обесточиваются) и температура охлаждающей жидкости равна или превышает 85 °C.

Калибровка впускных валов производится при работе двигателя на холостом ходу или близких к нему режимах.

Калибровка выпускных валов производится при частотах вращения коленчатого вала от 1200 до 2000 об/мин и малой нагрузке двигателя.

Калибровка положения распределительных валов производится блоками управления независимо один от другого. При ошибочной калибровке регулировка фаз газораспределения блокируется.

Дополнительную информацию о положениях распределительных валов можно найти в Пособии 268, часть 2, на стр. 37.

Датчик положения выпускного вала первого ряда цилиндров G300

Датчик положения выпускного вала второго ряда цилиндров G301

Датчик положения впускного вала второго ряда цилиндров G163

Датчик положения впускного вала первого ряда цилиндров G40

Муфты поворота распределительных валов

Муфты поворота распределительных валов работают по принципу роторно-лопаточных гидроприводов с ограниченным углом поворота. Они отличаются простотой конструкции и малыми размерами в осевом направлении.

Муфты этой конструкции применяются также на новом 4-цилиндровом двигателе объемом 2,0 л (ALT) и на трехлитровом двигателе V6 (ASN) (см. Пособие 255).

На приведенном ниже рисунке показано положение распределительных валов при работе горячего двигателя на холостом ходу.

При этом впускные валы находятся в положении «поздно», а выпускные валы — в положении «рано».

После пуска двигателя выпускные валы находятся некоторое время в положении » поздно», так как низкое давление в системе смазки не может противостоять усилиям, передаваемых цепью.

При обесточенных электромагнитных клапанах управления муфтами все распределительные валы находятся в положении «поздно».

Первый ряд цилиндров

Второй ряд цилиндров

A — диапазон сдвига фаз выпуска 11° (22° по к. в.) E — диапазон сдвига фаз впуска 26° (52° по к. в.)

Механизмы и системы двигателя

Принцип действия муфт поворота распределительных валов

Муфта поворота распределительного вала содержит 5-лопастный ротор, который жестко связан с распределительным валом, и соединенный с звездочкой цепной передачи корпус. Она обслуживается электрогидравлическим узлом управления.

^рпус муфты называют также статором, но такое его обозначение может привести к ошибочному представлению о его подвижности. В действительности он вращается вместе со звездочкой цепной передачи.

^рпус муфты всегда находится в неизменном положении относительно коленчатого вала. Ротор же поворачивается в корпусе муфты, изменяя свое положение относительно коленчатого вала.

По обе стороны каждой лопасти ротора расположены рабочие полости (A и В), в которые выходят каналы ротора.

При подаче масла под давлением в полость A ротор поворачивается относительно корпуса масла вправо.

При этом распределительный вал устанавливается в положение «поздно».

Eсли подать масло под давлением в полость B, ротор повернется относительно корпуса муфты влево. При этом распределительный вал установится в положение «рано».

Управляя давлением масла в полостях A и B, можно установить ротор в любое положение между его упорами. Таким образом осуществляется бесступенчатая регулировка фаз газораспределения.

Масло из системы смазки поступает под давлением через два канала непосредственно в корпус узла управления муфтами и далее к электромагнитным клапанам. Обратные клапаны, установленные перед электромагнитными клапанами, поддерживают работу системы управления при низком давлении масла. Электромагнитные клапаны позволяют управлять подводом масла в рабочие полости A и В муфт поворота распределительных валов.

Корпус узла управления муфтами содержит подшипники распределительных валов, через которые масло от электромагнитных клапанов подводится к муфтам.

капаны N205 и N318 первого ряда цилиндров выполняют команды блока управления 1 J623), а клапаны N208 и N318 второго ряда цилиндров — команды блока управления 2 (J624).

В данном случае речь идет о так называемых пропорционально действующих клапанах. Их положение определяется скважностью поступающего на них широтно-импульсного сигнала.

Электрогидравлическое управление муфтами

Все клапаны имеют одинаковую конструкцию, но их разъемы различаются формой и цветом для определения принадлежности к определенным кабелям.

Клапаны управления муфтами впускных и выпускных валов в исходном состоянии, при котором они обесточены, находятся в одинаковом положении.

Определяемое пружинами исходное состояние клапанов соответствует подаче масла под давлением в полости A (см. рис. на стр. 60). Распределительные валы находятся при этом в положении «поздно».

При низком давлении масла или при его отсутствии распределительные валы также устанавливаются в положение «поздно», но уже под действием усилий, передаваемых с цепного привода.

Источник

Читайте также:  Плавающие обороты двигателя киа
Adblock
detector