Дизельный двигатель Golf 3 Vento
Распространены две разновидности разделенного рабочего пространства в небольших дизельных двигателях: вихревая камера и форкамера. “Фольксваген» отдает в своих дизельных двигателях предпочтение способу с вихревой камерой.
Находящаяся в головке цилиндров вихревая камера соединяется с камерой сгорания с помощью сравнительного длинного отверстия — “шусс»-канала. Если поршень идет вверх при ходе сжатия, то находящийся в цилиндре воздух сжимается в вихревой камере. Там возникает завихрение воздуха, зависящее от формы камеры. Затем впрыснутое через форсунку топливо хорошо смешивается с воздухом, сжимается с воспламеняется.
Таким образом, сгорание в основном протекает в вихревой камере и уже затем распространяется в камеру сгорания. Камера при этом сильно разогревается и раскаляется докрасна в процессе работы. Но этот эффект является абсолютно желательным, т. к. частички топлива при этом лучше испаряются.
Несколько слов о форкамерном методе: Форкамера отделена существенно сильнее от камеры сгорания, чем вихревая камера, из чего следует преимущество более тихой работы, прежде всего при низком числе оборотов. Использование вихревой камеры делает возможным более низкий расход топлива при высоких скоростях и высоком числе оборотов.
Блок цилиндров
Блок цилиндров дизеля сделан из чугуна. В его нижней части располагается коленчатый вал; сверху работают цилиндры (четыре в ряд). Вокруг них находятся каналы для охлаждающей жидкости, которые также расположены в верхней части блока цилиндров.
Коленчатый вал
Задача коленчатого вала — превращать поступательное движение поршней в цилиндрах во вращательное движение. Соединительные штанги, ведущие к цилиндрам — шатуны, действуют смещенно по отношению к оси вращения по принципу заводной рукоятки на коленчатый вал. Отдельные кривошипы расположены на 180° друг относительно друга таким образом, чтобы быть взаимно уравновешенными. Для работы без вибраций на противоположных сторонах кривошипов располагаются восемь противовесов.
Для того, чтобы добиться прочности коленчатого вала на изгиб, он закреплен в пяти местах к блоку цилиндров. Каждый кривошип, на котором закреплен шатун, опирается справа и слева на коренной подшипник.
На левой стороне коленчатого вала (по направлению движения) у автомобилей с механической пробкой передач находится маховик, на котором укрепляется сцепление, обеспечивающее связь с коробкой передач. На автоматической коробке передач вместо маховика на коленчатом вале через фланец укреплена тонкая передаточная шайба для монтажа гидротрансформатора крутящего момента.
На противоположном конце коленчатого вала расположено зубчатое колесо привода зубчатого ремня и шкива, на турбодизельном двигателе скомбинированное с амортизатором. Этот амортизатор противодействует распространению остаточных колебаний, которые в этом случае не могут более проявляться.
Поршни
Поршни изготовлены из легкого металла и имеют стальную вставку, которая снижает тепловое расширение поршня. Поршни дизельных двигателей имеют как особенность на верхний плоскости камеру сгорания с выемкой в форме цифры н8″. Эта выемка служит для лучшего распределения давления сгорающей рабочей смеси. В верхней трети поршня уложены в канавки три эластичных поршневых кольца. Они придавливаются в стенках цилиндра пружинным усилием. Два верхних кольца перекрывают воспламенившемся газом путь из камеры сгорания вниз в картер двигателя. Самое верхнее кольцо с прямоугольным сечением имеет поверхность из специального легированного никелевого сплава, таким образом удается избежать слишком большого износа верхнего поршневого кольца, которое подвергается наибольшему напряжению. Нижнее кольцо — это так называемое маслосъемное кольцо. Оно препятствует проникновению масла в камеры сгорания.
Цилиндры
Цилиндры,как уже говорилось, являются частью блока цилиндров. Четыре отверстия для цилиндров являются направляющими для поршней и отшлифованы специальным способом.Стенки не должны быть совершенно гладкими, т. к. в противном случае необходимое для смазки масло не сможет приставать к ним. Отверстия цилиндров шире на 0,03 мм, чем соответствующие поршни. Поверхности цилиндров могут шлифоваться не более трех раз при ремонте двигателя с целью убрать следы износа.
Прокладка головки блока цилиндров
Она служит для того, чтобы высокое давление газов в камере сгорания не влияло на масляные каналы и каналы охлаждающей жидкости в головке цилиндров.
Механизм управления клапанами с гидравлическим толкателем в разрезе
1 — кулачок распределительного вала
2 — полость для масла
3 — обратный колпачок
4 — подвод для масла с кольцевой канавкой
5 — полость высокого давления
6 — стержень клапана
7 — нажимная пружина
8 — цилиндр
9 — поршень
10 — чашка толкателя
На дизельных двигателях “Фольксваген» устанавливаются прокладки головки блока цилиндров различной толщины в зависимости от того, имеют ли отклонения используемые поршни в верхней или нижней части. Так как прокладка, как мы знаем, устанавливается между блоком и головкой цилиндров, то можно с помощью выбора ее толщины варьировать высоту камеры сгорания и таким образом уравнять различную высоту поршней.
Головка блока цилиндров и распределительный вал
По соображениям легкости и для лучшей теплопроводности головка блока цилиндров отлита из легкого металла. Седла клапанов устанавливаются при нагретой головке блока цилиндров, вследствие чего они после охлаждения твердо фиксируются.
В верхней части головки блока цилиндров находится распределительный вал. С помощью яйцеобразных кулачков клапаны приводятся в открытое или закрытое состояние при определенном положении поршней. Это определяется так называемыми фазами газораспределения. Распределительный вал вращается на пяти опорах: привод осуществляется зубчатым ремнем от коленчатого вала. Клапаны приводятся в движение, таким образом, по кратчайшему пути от распределительного вала: эксцентрик вала давит на “промежуточную опору» — толкатель, который далее, в свою очередь, давит на клапан вниз, преодолевая усилие клапанной пружины. Таким образом, зазор между тарелкой с седлом клапана становится свободным — клапан открывается Впрочем, кулачки касаются толкателя не точно в середине, а слегка смещены. Это приводит к тому, что клапаны при каждом ходе вниз поворачиваются на небольшое расстояние относительно своей оси. Таким образом, клапаны бьются неравномерно и со временем образуются неплотности.
Впускные и выпускные клапаны расположены зеркально друг относительно друга, причем по соображениям лучшего распределения тепла дополнительно еще и с покрытием из твердого металла (стеллита) для выпускных клапанов. Эти клапаны расположены с торцевой стороны двигателя.
В головке блока цилиндров также установлены вихревые кольца вместе с форсунками и свечами накаливания.
Гидротолкатели
Дизельные двигатели оснащены так называемыми “чашечными” толкателями, в которые встроен гидравлический компенсатор клапанных зазоров. Это устройство позволяет обойтись без контроля клапанного зазора. Привод клапанов работает без зазоров, но тем не менее обеспечивает плотную посадку закрытых клапанов в седле и качественное уплотнение.
Зубчатый ремень
Распределительный вал приводится в движение зубчатым ремнем от коленчатого вала. Этот зубчатый ремень с вставками из стальной проволоки имеет большое значение для дизельного двигателя. Небольшая камера сгорания двигателя не допускает, чтобы один из клапанов открылся
и, следовательно, приоткрыл камеру сгорания в тот момент, когда соответствующий поршень движется вверх к верхней мертвой точке. Это может произойти, когда зубчатый ремень рвется или (из- за слабого натяжения или попадания чужеродного предмета) проскакивает несколько зубьев на шкиве. В этом случае клапан сразу же ударяет по дну поршня, что приводит к опасному так называемому “салату поршни/клапаны». Повреждения при этом будут столь значительными, что ремонт невозможен.