2.1. Ford Focus II. Описание конструкции двигателей 1,4Duratec, 1,6Duratec и 1,6Duratec Ti-VCT.

Конструкция двигателей 1,4 Duratec и 1,6 Duratec полностью одинакова, кроме размера в деталей кривошипно-шатунного механизма, т. к. двигатели имеют разные диаметры цилиндра и ход поршня.
Двигатель бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами. Расположение в моторном отсеке поперечное. Порядок работы цилиндров: 1–3—4–2, отсчёт — от шкива привода вспомогательных агрегатов

Спереди расположены: впускной трубопровод с дроссельным узлом, топливная рампа с форсунками, масляный фильтр, указатель уровня масла, генератор, стартер, насос гидроусилителя руля, компрессор кондиционера, термостат, датчики положения коленчатого вала, детонации и недостаточного давления масла.

Справа на двигателе (по ходу движения автомобиля) расположены: привод газораспределительного механизма (зубчатым ремнем); привод насоса охлаждающей жидкости, генератора и насоса гидроусилителя руля (поликлиновым ремнем); привод компрессора кондиционера (поликлиновым ремнем); масляный насос.

Блок цилиндров отлит из алюминиевого сплава по методу Open-Deck со свободно стоящими (в верхней части блока) гильзами «мокрого» типа. В нижней части блока цилиндров расположены опоры коленчатого вала — пять постелей коренных подшипников вала с общей для всех постелей плитой (съемной крышкой), которая крепится к блоку десятью болтами. Коренные подшипники коленчатого вала обрабатываются в сборе с плитой.
Система питания — фазированный распределенный впрыск топлива (нормы токсичности Евро-4). Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат — единый блок, закрепленный в моторном отсеке на трех эластичных резинометаллических опорах. Правая опора крепится к кронштейну, расположенному на правой стенке блока цилиндров, а левая и задняя — к картерам коробки передач.

Коленчатый вал — из высокопрочного чугуна, с пятью коренными и четырьмя шатунными шейками. Вал снабжен восемью противовесами, выполненными на продолжении его «щек». Противовесы предназначены для уравновешивания сил и моментов инерции, возникающих при движении кривошипно-шатунного механизма во время работы двигателя. Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала стальные, тонкостенные, с антифрикционным покрытием.
Коренные и шатунные шейки коленчатого вала соединяют каналы, просверленные в теле вала, которые служат не только для подвода моторного масла от коренных к шатунным подшипникам, но и для центробежной очистки масла от твердых частиц и отложений при вращении вала. На переднем конце (носке) коленчатого вала установлены: зубчатый шкив привода газораспределительного механизма (ГРМ) и шкив привода вспомогательных агрегатов. К фланцу коленчатого вала шестью болтами прикреплен маховик, который облегчает пуск двигателя, обеспечивает вывод его поршней из мертвых точек и более равномерное вращение коленчатого вала в режиме работы двигателя на холостом ходу.

Маховик отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый венец для пуска двигателя стартером.
Шатуны — кованые стальные, двутаврового сечения. Своими нижними головками шатуны соединены через вкладыши с шатунными шейками коленчатого вала, а верхними головками — через поршневые пальцы с поршнями.
Поршни выполнены из алюминиевого сплава. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Два верхних поршневых кольца — компрессионные, а нижнее — маслосъемное.
Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из цилиндра в картер двигателя и способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла со стенок цилиндра при движении поршня.
Поршневые пальцы стальные, трубчатого сечения. В отверстиях поршней пальцы установлены с зазором, а в верхних головках шатунов — с натягом (запрессованы).

Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава, общая для всех четырех цилиндров. Она центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой блока цилиндров установлена безусадочная металлоармированная прокладка. На противоположных сторонах головки блока цилиндров расположены окна впускных и выпускных каналов. Свечи зажигания установлены по центру каждой камеры сгорания.
В верхней части головки блока цилиндров установлены два распределительных вала, изготовленных из чугуна. Один вал приводит впускные клапаны газораспределительного механизма, а другой — выпускные.

Общая плита постелей коренных подшипников коленчатого вала

Клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала через цилиндрические толкатели. На валу выполнены восемь кулачков — соседняя пара кулачков одновременно управляет двумя клапанами (впускными или выпускными) каждого цилиндра. Опоры (подшипники) распределительных валов (по пять опор для каждого вала) выполнены разъемными. Отверстия в опорах обрабатываются в сборе с крышками.

Распределительный вал

Толкатель

Головка блока цилиндров в сборе (крышка головки блока снята): 1 — распределительный вал впускных клапанов; 2 — распределительный вал выпускных клапанов.

Привод газораспределительного механизма: 1 — зубчатый шкив коленчатого вала; 2 — натяжное устройство; 3 — задняя крышка привода; 4 — зубчатый шкив распределительного вала выпускных клапанов; 5 — зубчатый шкив распределительного вала впускных клапанов; 6 — ремень

Привод распределительных валов — зубчатым ремнем от шкива коленчатого вала. Автоматическое натяжное устройство обеспечивает требуемое натяжение ремня в процессе эксплуатации. Клапаны в головке блока цилиндров расположены в два ряда, V-образно, по два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр. Клапаны стальные, выпускные — с тарелкой из жаропрочной стали и наплавленной фаской. Диаметр тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. В головку блока цилиндров запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Сверху на направляющие втулки клапанов надеты маслосъемные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины. Клапан закрывается под действием пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним — на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные вместе сухари имеют форму усеченного конуса, а на их внутренней поверхности выполнены буртики, входящие в проточки на стержне клапана.
Особенностью привода газораспределительного механизма является то, что зубчатые шкивы коленчатого и распределительных валов не фиксируются на валах с помощью шпонок или штифтов, а — только за счет сил трения, возникающих на торцевых поверхностях шкивов и валов при затяжке болтов крепления шкивов.

На шкивах коленчатого и распределительного валов шпоночные пазы отсутствуют

Выходные отверстия каналов подвода масла к подшипникам распределительного вала

Смазка двигателя — комбинированная. Под давлением масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, парам «опора — шейка распределительного вала». Давление в системе создает масляный насос с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном. Масляный насос прикреплен к блоку цилиндров справа. Ведущая шестерня насоса установлена на лысках носка коленчатого вала. Насос через маслоприемник забирает масло из поддона картера и через масляный фильтр подает его в главную магистраль блока цилиндров, от которой отходят масляные каналы к коренным подшипникам коленчатого вала и каналы подвода масла к подшипникам распределительных валов головке блока цилиндров.

Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренажным клапанами. Разбрызгиванием масло подается на поршни, стенки цилиндров и кулачки распределительных валов. Излишнее масло через каналы головки блока цилиндров стекает в поддон картера.

Система вентиляции картера двигателя — принудительная, закрытого типа. Благодаря разрежению, возникающему во впускном трубопроводе при работе двигателя, газы из его картера поступают во впускной воздушный тракт и затем — в цилиндры двигателя. В зависимости от режимов работы двигателя (частичная или полная нагрузка, холостой ход) картерные газы попадают во впускной тракт по вентиляционным трубкам двух контуров.
По одному контуру вентиляции картерные газы отбираются…

…из-под крышки головки блока цилиндров и по трубке подводятся к корпусу воздушного фильтра.
Газы очищаются от частиц масла, проходя через маслоотделитель (расположенный в крышке головки блока цилиндров) и поролоновый фильтр, который находится в корпусе воздушного фильтра. По другому контуру вентиляции картерные газы через окна в блоке цилиндров попадают в маслоотделитель (в котором газы очищаются от частиц масла)…

…прикрепленный к блоку цилиндров (для наглядности показано при снятом впускном трубопроводе) и от него по трубке подводятся к впускному трубопроводу в пространство за дроссельной заслонкой.

В маслоотделитель встроен клапан вентиляции, регулирующий расход газов.
Системы управления двигателем, питания, охлаждения и выпуска отработавших газов описаны в соответствующих главах.

Система регулирования фаз газораспределения обеспечивает независимое управление положением распределительных валов впускных и выпускных клапанов.
Система VCT позволяет устанавливать оптимальные фазы газораспределительного механизма для каждого момента работы двигателя с целью увеличения его мощностых и динамических характеристик, а также для уменьшения токсичности выхлопа. Управляет системой электронный блок управления двигателем (ЭБУ). К основным элементам системы VCT относятся управляющие электромагнитные клапаны, исполнительные механизмы и датчики положения распределительных валов.
Два электромагнитных клапана системы (по одному на каждый распределительный вал) установлены в специальной крышке, расположенной между верхней передней крышкой привода ГРМ и крышкой головки блока цилиндров. Крышка системы VCT одновременно является общей передней крышкой подшипников обоих распределительных валов и держателем сальников валов.
Ремень привода ГРМ приводит в действие исполнительные механизмы системы, которые с помощью гидромеханической связи передают вращение распределительным валам. На других концах распределительных валов закреплены задающие диски датчиков, которые отслеживают положения валов. Сами датчики положения распределительных валов закреплены в крышке головки блока цилиндров.

Электромагнитные клапаны системы

Из масляной магистрали головки блока цилиндров моторное масло по каналам, выполненным в крышке VCT, подводится к электромагнитным клапанам системы регулирования фаз газораспределения и далее — к исполнительным механизмам системы.
По командам ЭБУ золотниковое устройство каждого электромагнитного клапана управляет подачей масла под давлением в рабочую полость исполнительного механизма или сливом из нее масла. В результате гидромеханического воздействия происходит взаимное перемещение отдельных элементов исполнительного механизма и распределительный вал поворачивается на требуемый угол, изменяя фазы газораспределения. Золотниковое устройство электромагнитных клапанов системы очень чувствительно к загрязнению моторного масла. Поэтому в дополнение к обычному масляному фильтру в канале головки блока цилиндров, подводящему масло к клапанам, встроен еще один фильтр. Этот фильтр замене не подлежит, а при его засорении масло продолжает бесперебойно подводиться к элементам системы по байпасному участку магистрали.