Особенности конструкции

Автомобили Ford Fusion оснащают расположенными поперек моторного отсека четырехцилиндровыми 16-клапанными бензиновыми двигателями (1.2, 1.4, 1.6 Duratec) и дизельными двигателями (1.4, 1.6 Duratorq). В данной книге описан только двигатель Duratec 1.6, который устанавливают на большую часть выпускаемых автомобилей. Он имеет много общего с остальными двигателями семейства, но его конструкция более сложная.

Рис. 5.1 . Двигатель: 1 – генератор; 2 – модуль впуска; 3 – пробка маслоналивной горловины; 4 – крышка головки блока цилиндров; 5 – топливная рампа; 6 – катушка зажигания; 7 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 – головка блока цилиндров; 9 – катколлектор; 10 – маховик; 11 – блок цилиндров; 12 – стартер; 13 – масляный картер; 14 – масляный фильтр; 15 – компрессор кондиционера; 16 – колодка жгута проводов вентилятора системы охлаждения двигателя; 17 – указатель уровня масла (масляный щуп)

Двигатель Duratec 1.6 (рис. 5.1) с верхним расположением двух пятиопорных распределительных валов имеет по четыре клапана на каждый цилиндр. Распределительные валы приводятся во вращение армированным зубчатым ремнем. Натяжение ремня обеспечивается пружиной натяжного ролика. Клапаны приводятся непосредственно от распределительных валов через цилиндрические толкатели, служащие одновременно регулировочными элементами зазоров в приводе.

В головку блока цилиндров , изготовленную из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки), запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Впускные и выпускные клапаны имеют по одной пружине, зафиксированной через тарелку двумя сухарями. Головка блока центрируется на блоке двумя втулками и прикреплена десятью винтами. Между блоком и головкой установлена безусадочная металлоармированная прокладка. В верхней части головки блока цилиндров выполнено по пять опор подшипников скольжения двух распределительных валов. Нижние части опор выполнены за одно целое с головкой блока цилиндров, а верхние (крышки) – прикреплены к головке винтами. Отверстия опор обрабатывают в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы и на каждой из них есть порядковый номер.

Блок цилиндров представляет собой единую отливку из специального высокопрочного чугуна, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера. Цилиндры расточены непосредственно в теле блока. В нижней части блока выполнены пять постелей коренных подшипников со съемными крышками, прикрепленными к блоку болтами. Крышки коренных подшипников обработаны в сборе с блоком и невзаимозаменяемы. В постелях подшипников (в верхних частях опор) выполнены выходные отверстия масляных каналов, предназначенных для смазки коренных подшипников, а также сквозные отверстия, в которые запрессованы шариковые клапаны с форсунками, через которые масло разбрызгивается на днища поршней и стенки цилиндров. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.

Коленчатый вал , изготовленный из высокопрочного чугуна, вращается в коренных подшипниках, снабженных стальными тонкостенными вкладышами с антифрикционным слоем. Верхние вкладыши, установленные в блоке цилиндров, имеют канавку на внутренней поверхности и сквозную прорезь, по которой из выходного отверстия масляного канала масло поступает к шариковому клапану с форсункой. Нижние вкладыши не имеют канавок и прорезей. Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя одинаковыми упорными полукольцами. К заднему концу коленчатого вала шестью болтами прикреплен маховик. На переднем конце коленчатого вала установлены зубчатый шкив привода газораспределительного механизма и шкив привода вспомогательных агрегатов.

Поршни с короткой юбкой изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для двух компрессионных и маслосъемного колец. Канавка маслосъемного кольца имеет шесть сверлений для отвода масла, снятого кольцом со стенок цилиндра. По двум из этих сверлений масло подводится к поршневому пальцу.

Поршневые пальцы трубчатого сечения установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов, которые соединены своими нижними головками с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична коренным вкладышам.

Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения. Шатуны обрабатывают в сборе с крышками. Для того чтобы не перепутать их при сборке, на боковые поверхности шатунов и крышек нанесен порядковый номер цилиндра.

Распределительные валы литые, чугунные.

Газораспределительный механизм закрыт пластмассовой крышкой головки блока цилиндров. В ней установлен маслоотделитель системы вентиляции картера.

Система смазки комбинированная (подробнее см. «Система смазки»).

Снизу к блоку цилиндров прикреплен масляный картер, отлитый из алюминиевого сплава. Фланец масляного картера уплотнен герметиком-прокладкой WSE-M4G323-A4. В картере выполнено отверстие с резьбовой пробкой для слива масла.

Масляный фильтр полнопоточный, неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами.

Система вентиляции картера закрытая, принудительная, с отводом картерных газов через маслоотделитель в полость воздушного фильтра.

Система охлаждения двигателя герметичная, с расширительным бачком (подробнее см. «Система охлаждения»).

Система питания двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива и регулятора давления топлива, установленных в модуле топливного насоса, компенсатора пульсаций давления топлива, форсунок и топливных трубопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.

Система зажигания микропроцессорная, состоит из катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Катушкой зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.

Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач, сцеплением и главной передачей) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух передних, воспринимающих основную массу силового агрегата, и задней, компенсирующей крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.

Ford Fusion Fiesta manual

Ford Fusion Fiesta Двигатель

Рис. 5.1. Силовой агрегат Duratec объемом 1,6 л (вид спереди по направлению движения): 1 – кронштейн правой опоры силового агрегата; 2 – генератор; 3 – корпус термостата; 4 – масляный картер; 5 – дроссельный узел; 6 – масляный фильтр; 7 – блок цилиндров; 8 – стартер; 9 – впускной коллектор; 10 – автоматическая коробка передач; 11 – левая опора силового агрегата; 12 – компрессор кондиционера; 13 – ремень привода вспомогательных агрегатов.

Рис. 5.2. Силовой агрегат объемом 1,6 л (вид сзади по направлению движения): 1 – коробка передач; 2 – водораспределитель; 3 – головка блока цилиндров; 4 – крышка головки блока цилиндров; 5 – катколлектор; 6 – термоэкраны катколлектора; 7 – управляющий датчик концентрации кислорода; 8 – датчик положения распределительных валов; 9 – крышка привода газораспределительного механизма; 10 – ремень привода насоса гидроусилителя рулевого управления; 11 – насос гидроусилителя рулевого управления; 12 – задняя опора силового агрегата.

Рис. 5.3. Силовой агрегат Duratec-HE объемом 2,0 л (вид спереди по направлению движения): 1 – водяной насос; 2 – термостат; 3 – впускной коллектор; 4 – указатель уровня масла; 5 – катушки зажигания; 6 – дроссельный узел; 7 – датчик положения дроссельной заслонки; 8 – пневматические камеры управления каналами впускного коллектора; 9 – стартер; 10 – датчик давления масла; 11 – масляный фильтр; 12 – датчик абсолютного давления; 13 – генератор; 14 – компрессор кондиционера.

Рис. 5.4. Силовой агрегат Duratec-HE объемом 2,0 л (вид сзади по направлению движения): 1 – клапан продувки адсорбера; 2 – клапаны привода вихревых заслонок; 3 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 4 – крышка головки блока цилиндров; 5 – катушки зажигания; 6 – пробка маслоналивной горловины; 7 – крышка газораспределительного механизма; 8 – ремень привода вспомогательных агрегатов; 9 – ремень привода компрессора кондиционера (на части автомобилей компрессор кондиционера приводится ремнем привода вспомогательных агрегатов); 10 – компрессор кондиционера; 11 – заглушка отверстия для установки фиксирующего болта коленчатого вала; 12 – масляный картер; 13 – пробка отверстия для слива масла; 14 – управляющий датчик концентрации кислорода; 15 – каталитический нейтрализатор отработавших газов; 16 – диагностический датчик концентрации кислорода; 17 – коробка передач.

Рис. 5.5. Вихревые заслонки впускного коллектора двигателя Duratec-HE: 1 – привод вихревых заслонок; 2 – впускной коллектор; 3 – вихревые заслонки.

Рис. 5.6. Заслонки управления каналами впускного коллектора двигателя Duratec-HE: 1 – заслонки управления каналами впускного коллектора; 2 – привод заслонок управления каналами впускного коллектора.

На автомобили Ford Fiesta для российского рынка устанавливают бензиновые двигатели семейства Duratес (рис. 5.1 и 5.2) рабочим объемом 1,3; 1,4 и 1,6 л, а также семейства Duratec-HE (рис. 5.3 и 5.4) рабочим объемом 2,0 л. Все двигатели четырехтактные, четырехцилиндровые, с рядным вертикальным расположением цилиндров.
Двигатель Duratес (1,3 л) с одним пятиопорным распределительным валом верхнего расположения имеет по два клапана на каждый цилиндр, остальные двигатели с двумя пятиопорными распределительными валами верхнего расположения – по четыре клапана на каждый цилиндр. Привод газораспределительного механизма двигателей семейства Duratес объемом 1,4 и 1,6 л осуществляется зубчатым ремнем. Натяжение ремня обеспечивается пружиной натяжного ролика. Распределительные валы двигателей Duratес 1,3 л и Duratес-НЕ 2,0 л приводятся во вращение пластинчатой цепью, натяжение которой обеспечивается автоматическим натяжителем. Клапаны двигателя Duratес объемом 1,3 л приводятся в движение распределительным валом через рычаги, опирающиеся одним плечом на ввернутые в головку блока цилиндров гидрокомпенсаторы, а вторым – на стержни клапанов. Клапаны остальных двигателей приводятся непосредственно от распределительных валов через цилиндрические толкатели, которые служат одновременно регулировочными элементами зазоров в приводе.
Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевого сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки). В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов.
Впускные и выпускные клапаны снабжены по одной пружине, зафиксированной через тарелку двумя сухарями. Головка блока центрируется на блоке втулками и прикреплена болтами. Между блоком и головкой установлена безусадочная металлоармированная прокладка. В верхней части головки блока цилиндров выполнены опоры подшипников скольжения одного (двигатель Duratес объемом 1,3 л) или двух распределительных валов.
Нижние части опор выполнены за одно целое с головкой блока цилиндров, а верхние (крышки) – прикреплены к головке болтами.
Отверстия опор обрабатывают в сборе с крышками, поэтому крышки невзаимозаменяемы и на каждую из них нанесен порядковый номер.
Блок цилиндров представляет собой единую отливку из специального высокопрочного чугуна, образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера. Цилиндры расточены непосредственно в теле блока.
В нижней части блока выполнены пять постелей коренных подшипников со съёмными крышками, прикрепленными к блоку болтами. Крышки коренных подшипников обработаны в сборе с блоком и невзаимозаменяемы. В постелях подшипников (в верхних частях опор) предусмотрены выходные отверстия масляных каналов, предназначенных для смазки коренных подшипников, и сквозные отверстия с запрессованными в них шариковыми клапанами с форсунками, через которые масло разбрызгивается на днища поршней и стенки цилиндров.
На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали.
Коленчатый вал, изготовленный из высокопрочного чугуна, вращается в коренных подшипниках, снабженных стальными тонкостенными вкладышами с антифрикционным слоем. Верхние вкладыши, установленные в блоке цилиндров, имеют канавку на внутренней поверхности и сквозную прорезь, по которой из выходного отверстия масляного канала масло поступает к шариковому клапану с форсункой. В нижних вкладышах нет ни канавок, ни прорезей. Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя одинаковыми упорными полукольцами. К заднему концу коленчатого вала шестью болтами прикреплен маховик. На переднем конце коленчатого вала установлены зубчатый шкив (у двигателей Duratес 1,3 л и Duratec-HE 2,0 л – звездочка) привода газораспределительного механизма и шкив привода вспомогательных агрегатов.
Поршни с короткой юбкой изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для двух компрессионных и маслосъёмного колец. Шесть сверлений в канавке маслосъёмного кольца предназначены для отвода масла, снятого кольцом со стенок цилиндра. По двум из этих сверлений масло подводится к поршневому пальцу.
Поршневые пальцы трубчатого сечения установлены в бобышках поршней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши, конструкция которых аналогична коренным вкладышам.
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения. Шатуны обрабатывают в сборе с крышками. Для того чтобы не перепутать их при сборке, на боковые поверхности шатунов и крышек нанесен порядковый номер цилиндра.
Распределительные валы литые, чугунные.
Газораспределительный механизм закрыт пластмассовой крышкой головки блока цилиндров. В ней установлен маслоотделитель системы вентиляции картера.
Система смазки комбинированная (подробнее см. Система смазки).
Масляный картер, отлитый из алюминиевого сплава, прикреплен снизу к блоку цилиндров. Фланец масляного картера двигателя Duratес объемом 1,3 л уплотнен армированной резиновой прокладкой. У остальных двигателей фланец масляного картера уплотнен герметиком-прокладкой FORD WSE-M4G323-A4. В картере выполнено отверстие для слива масла, закрытое резьбовой пробкой.
Масляный фильтр полнопоточный, неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами.
Система вентиляции картера закрытая, принудительная, с отводом картерных газов через маслоотделитель в полость воздушного фильтра.
Система охлаждения двигателя герметичная, с расширительным бачком (подробнее см. Система охлаждения).
Система питания двигателя состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, топливного фильтра, регулятора давления топлива, форсунок и топливных трубопроводов. К системе питания относится также воздушный фильтр.
Система зажигания микропроцессорная, состоит из катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Катушкой зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
ПРИМЕЧАНИЕ.
На двигателе Duratec-HЕ нет высоковольтных проводов, на каждую свечу устанавливают отдельную катушку зажигания.
Система управления двигателем включает в себя электронный блок управления (контроллер), датчики температуры и абсолютного давления во впускном коллекторе, положения дроссельной заслонки, температуры охлаждающей жидкости, положения коленчатого вала, положения распределительного вала, температуры наружного воздуха, концентрации кислорода (управляющий и диагностический), положения педалей акселератора, тормоза и сцепления, детонации, а также исполнительные устройства, разъемы и предохранители.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач, сцеплением и главной передачей) установлен на трех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух передних, воспринимающих основную массу силового агрегата, и задней, компенсирующей крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при троганье автомобиля с места, разгоне и торможении.
Отличительной особенностью двигателя Duratec-HE является пластмассовый впускной коллектор 2 (рис. 5.5) переменной длины с дополнительными вихревыми заслонками 3 на входе в каждый цилиндр.
При работе двигателя с малой нагрузкой вихревые заслонки закрыты и создают вихревое движение поступающей в цилиндр топливовоздушной смеси, что способствует более полному сгоранию топлива. Благодаря этому уменьшаются расход топлива и токсичность отработавших газов. При увеличении нагрузки вихревые заслонки открываются под действием разрежения, подводимого к приводу 1 заслонок через управляемый электронным блоком двигателя электромагнитный клапан.
Рядом с клапаном управления вихревыми заслонками на головке блока цилиндров установлен электромагнитный клапан управления каналами впускного коллектора. Через этот клапан подводится разрежение к приводу 2 (рис. 5.6) заслонок, изменяющих длину каналов впускного коллектора в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. На неработающем двигателе заслонки 1 открыты. При пуске двигателя заслонки под действием разрежения закрываются и остаются закрытыми до тех пор, пока частота вращения коленчатого вала двигателя не превысит 4500 мин–1. Длина каналов впускного коллектора при этом минимальная.
При превышении указанной частоты вращения заслонки по команде электронного блока управления двигателем открываются, подключая дополнительный объем к каналам впускного коллектора. Управление длиной каналов впускного коллектора позволяет улучшить наполнение цилиндров воздухом путем использования резонансного наддува. При этом улучшаются показатели мощности и топливной экономичности двигателя.
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ.
При известном навыке и внимательности многие неисправности двигателя и его систем можно довольно точно определить по цвету дыма, выходящего из выхлопной трубы. Синий дым свидетельствует о попадании масла в камеры сгорания, причем постоянное дымление – признак сильного износа деталей цилиндропоршневой группы. Появление дыма при перегазовках, после длительного прокручивания стартером, после долгой работы на холостом ходу или сразу после торможения двигателем указывает, как правило, на износ маслосъёмных колпачков клапанов. Черный дым – признак слишком богатой смеси из-за неисправности системы управления двигателем или форсунок. Сизый или густой белый дым с примесью влаги (особенно после перегрева двигателя) означает, что в камеру сгорания через поврежденную прокладку головки блока цилиндров попала охлаждающая жидкость. При сильном повреждении этой прокладки жидкость иногда попадает и в масляный картер, уровень масла резко повышается, а само масло превращается в мутную белесую эмульсию. Белый дым (пар) при непрогретом двигателе во влажную или в холодную погоду – нормальное явление.
Довольно часто можно увидеть стоящий посреди городской пробки автомобиль с открытым капотом, испускающий клубы пара. Перегрев. Лучше, конечно, этого не допускать, почаще поглядывая на указатель температуры. Но никто не застрахован от того, что может неожиданно отказать термостат, электровентилятор или просто потечь охлаждающая жидкость. Если вы упустили момент перегрева, не паникуйте и не усугубляйте ситуацию.
Не так страшен перегрев, как его возможные последствия. Никогда сразу же не глушите двигатель: он получит тепловой удар и, возможно, остыв, вообще откажется заводиться.
Остановившись, дайте ему поработать на холостых оборотах, при этом в системе сохранится циркуляция жидкости. Включите на максимальную мощность отопитель и откройте капот. Если есть возможность, поливайте радиатор холодной водой. Только добившись снижения температуры, остановите двигатель. Но никогда сразу не открывайте пробку расширительного бачка – на перегретом двигателе гейзер из-под открытой пробки вам обеспечен. Не спешите, дайте всему остыть, так вы сохраните здоровье машины и ваше собственное здоровье.
Практически во всех инструкциях к автомобилю содержится рекомендация при пуске двигателя обязательно выжать сцепление. Эта рекомендация оправдана только в случае пуска в сильный мороз, чтобы не тратить энергию аккумуляторной батареи на проворачивание валов и шестерен коробки передач в загустевшем масле. В остальных случаях эта мера направлена лишь на то, чтобы автомобиль не тронулся, если по забывчивости включена передача. Такой прием вреден для двигателя, поскольку при выжатом сцеплении через него на упорный подшипник коленчатого вала передается значительное усилие, а при пуске (особенно холодном) смазка к нему долго не поступает. Подшипник быстро изнашивается, коленчатый вал получает осевой люфт, троганье с места начинает сопровождаться сильной вибрацией. Для того чтобы не портить двигатель, возьмите в привычку проверять перед пуском положение рычага переключения передач и пускать двигатель при затянутом стояночном тормозе, не выжимая сцепление без крайней необходимости.