Cummins дизельный двигатель устройство

Двигатель Cummins ISF2.8 дизельный четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный шестнадцатиклапанный с жидкостным охлаждением, с турбонаддувом.

Двигатель оснащен электронной системой подачей топлива

На рисунке 1 вид двигателя с левой стороны.

На рисунке 2 вид двигателя с передней стороны.

Блок цилиндров изготовлен из серого чугуна.

Цилиндры расточены в самом блоке.

Между цилиндрами расточены каналы для охлаждающей жидкости.

На блоке цилиндров выполнены приливы и отверстия для крепления деталей и узлов.

В нижней части блока цилиндров изготовлены пять опор коренных подшипников.

Крышки коренных подшипников крепятся к блоку двумя болтами каждая.

Крышки обработаны совместно с блоком, менять их местами нельзя.

Крышка четвертого подшипника обработана под установку вкладышей с буртиками для ограничения осевого перемещения коленвала. На каждой крышке выбиты порядковые номера.

К переднему торцу блока прикрепляется масляный насос.

Корпус масляного насоса выполнен из алюминиевого сплава.

В корпус масляного насоса запрессовывается передний сальник коленвала.

К заднему торцу блока прикреплен картер маховика 8, рисунок 1, к которому крепится картер сцепления.

Картер маховика изготовлен из чугуна, а картер сцепления из алюминиевого сплава.

Сверху блока прикрепляется головка цилиндров, а снизу крепится поддон, выполненный из пластика.

Головка блока цилиндров (ГБЦ) изготовлена из серого чугуна по поперечной схеме продувки цилиндров.

Между блоком цилиндров и головкой устанавливается прокладка металлоармированная, безусадочная.

В головке устанавливаются впускные и выпускные клапана, изготовленные из жаропрочной стали.

Стержни клапанов хромированные.

Клапаны снабжены по одной пружине и фиксируются через тарелку двумя сухарями.

Пружины изготовлены из трансформаторной стали.

Направляющие клапанов выполнены непосредственно в головке цилиндров и втулок не имеют, поэтому при износе направляющих клапанов ГБЦ заменяют.

Привод клапанов осуществляется от распределительного вала, расположенного в головке цилиндров, через коромысла «Б» с роликовыми опорами «В» и двуплечие толкатели «А», каждый из которых одновременно опирается на стержни двух клапанов (на картинке переднее коромысло снято).

Коромысла клапанов прикреплены к головке блока болтами.

Зазоры в приводе клапанов регулируют с помощью ввернутых в коромысло болтов с контргайками. В ГБЦ устанавливаются с натягом седла клапанов.

Камеры сгорания в нижней части головки отсутствуют, так как они выполнены в днищах поршней.

Сверху головка цилиндров закрывается пластиковой крышкой.

Коленвал стальной пятиопорный, вращается в коренных подшипниках, имеющих тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным слоем.

Нижние вкладыши «А» биметаллические, а верхние «Б» триметаллические.

Отверстия для отвода масла есть только в верхних вкладышах.

На переднем носке коленвала выполнен шестигранник для привода масляного насоса.

На заднем носке коленчатого вала изготовлена шестерня для привода топливного насоса и распределительного вала.

Осевое смещение коленвала фиксируется буртиками верхнего вкладыша четвертого коренного подшипника.

Распредвал выполнен из чугуна и имеет пять опорных шеек, и по два кулачка на цилиндр.

Проточка «А» на задней шейке распредвала выполнена для установки в нее упорной пластины, чтобы зафиксировать вал от осевого перемещения.

На заднем конце распредвала изготовлен хвостовик с внутренней резьбой для установки звездочки его привода и задающего диска датчика фазы.

На переднем конце распредвала изготовлен хвостовик с диаметральным пазом для привода вакуумного насоса.

Вал вращается с помощью однорядной роликовой цепи, которая надевается на венец «А» промежуточной шестерни «В», приводимой от зубчатого венца на коленчатом валу «Б»

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава.

В днищах поршней выполнена камера сгорания.

Чтобы правильно устанавливать поршня в цилиндр, на верхней поверхности нанесена стрелка.

Поршня устанавливают так чтобы, стрелка была обращена к передней части двигателя.

На поршнях установлены три кольца.

Два кольца компрессионные и одно кольцо маслосъемное.

Верхнее кольцо трапециевидной формы.

Второе компрессионное кольцо имеет проточку.

Кольцо нужно устанавливать этой проточкой вниз.

Маслосъемное кольцо состоит из литого кольца и расширителя.

Поршень крепится к шатуну поршневым пальцем плавающего типа.

От осевого перемещения палец удерживается стопорными кольцами в бобышках поршней.

Для охлаждения поршней на нижней части блока цилиндров установлены форсунки, которые соединяются с масляной магистралью.

Масло из форсунок подается струей на юбки поршней.

Шатуны стальные, кованые.

В верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка из оловянистой бронзы.

Крышка шатуна крепится двумя болтами.

На крышках шатуна выбиты номера цилиндров.

Крышки шатунов и сами шатуны выполняются как одно целое. Поэтому местами менять нельзя.

В нижнюю головку шатуна вставляют шатунные вкладыши.

Маховик чугунный, со стальным зубчатым венцом.

Прикрепляется к коленвалу восемью болтами. В центральной части запрессовывается опорный подшипник первичного вала коробки передач.

Система смазки двигателя комбинированная: наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — или направленным разбрызгиванием, или разбрызгиванием масла, вытекающего из зазоров между сопрягаемыми деталями.

Давление в системе смазки создается масляным насосом, установленным в передней крышке блока цилиндров и приводимым в действие от переднего конца коленчатого вала.

Насос всасывает масло из масляного картера двигателя через маслоприемник и через масляный фильтр подает его в главную масляную магистраль.

От главной магистрали отходят каналы подвода масла к коренным подшипникам коленчатого вала.

В постелях коренных подшипников установлены форсунки, через которые масло разбрызгивается на стенки цилиндров и днища поршней.

К шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала.

От главной масляной магистрали отходит канал подвода масла к подшипникам распределительного вала.

Часть масла через шланг отводится на турбокомпрессор, после чего возвращается обратно в картер.

Излишнее масло сливается из головки блока в масляный картер через дренажные каналы.

Система вентиляции картера открытого типа сообщается непосредственно с атмосферой через клапан, предотвращающий всасывание в двигатель дорожной пыли и грязи на некоторых режимах работы, когда в картере создается разрежение.

Система охлаждения герметичная, с расширительным бачком, состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров.

Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос с приводом от коленчатого вала поликлиновым ремнем, одновременно приводящим генератор, насос гидроусилителя рулевого управления и шкив опоры вентилятора радиатора системы охлаждения.

Для поддержания нормальной рабочей температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения установлен термостат, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.

Помимо этого вентилятор радиатора системы охлаждения оснащен жидкостно-фрикционной муфтой, включающей вентилятор при достижении максимально допустимой температуры охлаждающей жидкости

Система питания

На автомобили с ГАЗель NEXT с дизельным двигателем Cummins ISF2.8 устанавливают систему впрыска топлива Common Rail.

В состав системы питания входят следующие подсистемы:

— подачи топлива, включающей в себя топливный бак с топливозаборником, топливный фильтр с ручным топливоподкачивающим насосом, топливный насос высокого давления, рампу, форсунки, топливопроводы;

— подачи воздуха, которая состоит из воздушного фильтра, турбокомпрессора, охладителя наддувочного воздуха, впускной трубы.

Система выпуска предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя и снижения уровня шума при работе.

Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами.

Двигатель Cummins

Дизельные двигатели cummins, американская автомобильная марка, имеющая широкую известность. Моторы хорошо себя зарекомендовали, надёжные, долговечные, кроме того, обслуживание и ремонт двигателя марки Cummins обходится значительно дешевле аналогичной техники конкурентов.

Фирма уже не один десяток лет производит качественные, экономичные, и надёжные двигатели. Компания была основана в 1919 году в штате Индиана (США). Её основатель, механик высокого уровня, Clessie Lyle Cummins.

Первый мотор, созданный изобретателем, имел широкое применение среди фермерских хозяйств, не смотря на свою мощность, всего 6 л.с. На тот момент, этого было достаточно, что бы завоевать популярность. Уже в 1929 году Cummins производил свои силовые установки для судов и яхт.

На сегодняшний день, продукция марки разрабатывается на 56 различных предприятиях по всему миру. Более 160 стран закупают моторы для разных сфер деятельности.

Как устроен силовой агрегат Cummins

Продукция фирмы Cummins, представляет собой дизельный ДВС, с 4-мя тактами. Как и у всех современных моторов, устройство двигателя основано на системах и механизмах, включающих в себя:

• Кривошипно-шатунный механизм (поршень, коленчатый вал, шатун, блок цилиндров, головка блока цилиндров, гильзы). Преобразует энергию сгораемой топливовоздушной смеси в механическую энергию.
• Газораспределительный механизм. Помогает протекать процессу газообмена внутри цилиндров.
• Форсунки. Понижают эмиссию отработанных газов.
• Система питания. Подаёт воздух и топливо в определённой пропорции, и определённый момент внутрь цилиндров. Система питания на двигателе Каменс имеет отличительные особенности по сравнению с агрегатами других производителей. Она напоминает систему бензиновых моторов, поскольку основана на электронном впрыске топлива.
• Системы охлаждения и смазки двигателя Камминз — классические.

Где применяются силовые установки Cummins

Перечень сфер применения огромен, двигатель Cummins получил широкое распространение во многих областях, таких, как:

• Автотранспортная промышленность (грузовые автомобили, автобусы и т.п.);
• Оборонно-промышленный комплекс (танки, БТР и прочая военная техника);
• Тяжёлая карьерная техника (самосвалы, тягачи и т.п.);
• Сельскохозяйственная техника (трактора, комбайны и т.п.);
• Строительная техника (подъёмные краны, самосвалы и пр.);
• Водные виды транспорта;
• Дизельные электростанции.

Одна из особенностей такой популярности силовых установок марки, использование топлива широкого фракционного состава, включающие в себя как бензиновые, так и дизельные фракции. Благодаря этому, использовать технику, работающую от моторов данной марки намного выгодней с финансовой точки зрения, чем прибегать к услугам техники конкурентов.

Смесеобразование в силовой установке Cummins

Приготовление рабочей смеси происходит за очень короткий промежуток времени, поскольку в дизельной установке внутреннего сгорания процесс сгорания происходит сразу, после впрыскивания топлива. Поэтому, конечная фаза ввода топлива в цилиндр происходит в момент, когда в цилиндре уже происходит горение.

Для улучшения процесса качество топливовоздушной смеси играет очень существенную роль, поскольку, если частицы распылённого горючего плохо свяжутся с частицами воздуха, сгорание будет не полным. Соответственно, коэффициент полезного действия при выделении теплоты будет меньше, а это скажется на мощности мотора и многих других показателях.

Именно для этих целей в силовых установках Cummins движение воздушных масс имеет интенсивную направленность. За счёт этого, при приготовлении рабочей смеси, с воздухом смешивается ровно столько горючего, сколько необходимо для образования наиболее оптимальной пропорции.

Характерным показателем для силовых установок является коэффициент избытка воздуха, который в моторах Cummins достигает значения от 1,4 до 1,7. Это сделано с целью, предотвратить неоднородность рабочей смеси, возникшую в результате приготовления её за короткий промежуток времени.

Наддув в силовых агрегатах

Из-за того, что дизельные двигатели проигрывают своим бензиновым собратьям с аналогичными конструктивными показателями, моторы Cummins на своих моделях применяют газотурбинный наддув. Это позволяет увеличить литровую мощность, без увеличения габаритов и веса изделия.

Работающий от выхлопных газов турбокомпрессор создаёт давление от 0,15 до 0,17 МПа во впускном трубопроводе, благодаря чему, в цилиндр можно подать большее количество топлива и приготовить оптимальную рабочую смесь, с последующим полным сгоранием её.

Наддув даёт возможность увеличить мощность агрегата от 20% до 40% по сравнению с его атмосферными собратьями. Однако это приводит к увеличению температуры деталей мотора.

Силовые установки Cummins в нашем регионе

В нашем регионе производитель моторов известен уже более 30-ти лет. Основные ниши, занимаемые маркой это:

1. 1. строительство;
2. 2. карьерные автомобили;
3. 3. транспортные автомобили

В строительной сфере используют установки серий: B, QSB, QSL, QSK. Эти агрегаты способны выдавать мощность от 280 до 800л.с., а рабочий объём их варьируется в пределах от 3,3 до 19 литров.

В карьерной технике, рабочий объём установок может достигать пределов от 8,3 до 60 литров, при этом мощность может варьироваться от 220 до 2700л.с. Практически каждый знаком с такими моделями техники, как БелАЗ, Промтрактор, Kopko, Hitachi и другие. Вся эта техника работает на силовых установках Cummins, зарекомендовавших себя с лучшей стороны.

Наиболее известен в этой отрасли мотор серии Cummins 14. Эксплуатируется довольно долго, славится тем, что детали силовой установки можно легко отремонтировать. Ремонт двигателей cummins, конкретно этой модели, характерен тем, что при определённом пробеге поршневые кольца нуждаются в замене, даже если они не достаточно износились. Иначе, упустив данный показатель из вида, можно получить больше неприятностей, чреватых серьёзными денежными вложениями.

На многих моделях грузовых автомобилей в автомобильном транспорте так же установлены силовые агрегаты Cummins. Это такие известные марки, как Kamaz, ГАЗель, и другие. Самые востребованные, моторы серий: ISB, ISL, ISF, имеют объём от 2,2 до 8,9 литров. Особой популярностью в нашем регионе завоевала серия ISF.

Серия Cummins ISF

Серия силовых установок ISF пользуется наибольшей популярностью в нашем регионе, поскольку доступна широкому кругу пользователей. Она представлена 4-х цилиндровыми дизельными моторами, объёмом 2,8 и 3,8 литра. Меньший мотор устанавливают на «Газели», больший на «Валдай». Конструктивно агрегаты полностью идентичны, взаимозаменяемость деталей составляет 70%, разница в литраже, только за счёт размеров установок.

Двигатель Cummins «Валдай»

Силовой агрегат имеет большую популярность в регионе. Объём мотора составляет 3,8 литра, имеет 3 настройки мощности, в том числе в 154л.с. Для потребностей, которые необходимы данному грузовику этого вполне хватает. Силовой агрегат состоит из чугунного блока цилиндров, гильзы в нем отсутствуют, имеет общую для каждого цилиндра головку, выполненную так же из чугуна. Мотор имеет 4 клапана на цилиндр, оснащён турбокомпрессором и топливной системой Common Rail.

Двигатель Cummins «Газель»

Этот популярный в нашем регионе автомобиль укомплектовывается силовой установкой Китайского производства. Мощность мотора 120л.с., крутящий момент 297 Нм. Мотор имеет объём 2,8 литра, 6 настроек мощности, для эксплуатации на автомобилях «Газель» используют минимальную настройку в 120л.с. Это снижает нагрузку на детали агрегата и увеличивает его ресурс. При необходимости, можно перенастроить двигатель на мощности 131 или 150 л.с. Крутящий момент равен 360 Нм на 1800 оборотах.

Не смотря на то, что двигатель Каменск проектировался, как универсальный мотор, его не привязывали под конкретную модель автомобиля, по своим геометрическим параметрам он идеально вписался в пространство под капотом автомобиля «Газель».

Силовой агрегат имеет свои конструктивные особенности, например, привод газораспределительного механизма, осуществляется однорядной цепью, расположенной со стороны маховика. Цепь натягивается автоматически, а такое расположение исключает присутствие лишнего шума со стороны агрегата в салоне.

Топливный насос приводится в действие шестерёнкой, расположенной на коленчатом валу, это позволяет разгрузить цепь, не вынуждая её выполнять лишнюю работу и, тем самым, повысить ресурс и долговечность.

Общие рекомендации по ремонту силового агрегата Cummins

Серия силовых установок ISF пользуется наибольшей популярностью в нашем регионе, поскольку доступна широкому кругу пользователей. Она представлена 4-х цилиндровыми дизельными моторами, объёмом 2,8 и 3,8 литра. Меньший мотор устанавливают на «Газели», больший на «Валдай». Конструктивно агрегаты полностью идентичны, взаимозаменяемость деталей составляет 70%, разница в литраже, только за счёт размеров установок.