Нов четирицилиндров двигател Zetec-SE, монтиран във Fiesta от 1996 г.
Фиг. 4.1. Двигателни отделения с двигатели Zetec-SE 1.25 и 1.4 l (горе) и Endura-E 1.3 l (долу): 1 - резервоар за хидравлично управление; 2 - резервоар за миене; 3 - разширителен резервоар на охладителната система; 4 - табелка с техническите данни на автомобила; 5 - индикатор за нивото на маслото в двигателя; 6 - гърловина за пълнене на масло; 7 - резервоар за спирачна течност; 8 - акумулаторна батерия; 9 - въздушен филтър
Безспорно е, че двигателите Zetec-SE DOHC с работен обем от 1,25 литра (55 kW / 75 к.с.) и съответно 1,4 литра (66 kW / 90 к.с.) са техническото съвършенство на автомобилите от серията Fiesta от 1996 г. година. В двигателното отделение двигателите са монтирани с наклон от 12°назад. Между другото, това са първите напречно монтирани двигатели на Ford с инжекционни елементи, разположени от предната страна на главата на цилиндъра. Това решение значително подобрява достъпа до всички елементи на инжекционната система по време на ремонт и поддръжка. Ъгълът на наклона е от голямо значение, тъй като с "завъртането" на главата на цилиндъра изпускателната система вече не е в потока охлаждащ въздух, а се "скрива" зад двигателя. Този наклон осигурява много място между двигателя и предната преграда, за да се намали преносът на топлина към двигателя от изпускателния колектор и каталитичния конвертор. Двигателните отделения с двигатели Zetec-SE 1.25 и 1.4L и Endura-E 1.3L са показани на фиг. 4.1.
Техническо сътрудничество с Yamaha Corporation
Фиг. 4.2. Секция на двигателя Zetec-SE: 1 - клапанен механизъм; 2 - бутало; 3 - маслена преграда; 4 - тръба за всмукване на масло; 5 – виброгасител; 6 - водна помпа; 7 – запалителна свещ
И двата двигателя Zetec-SE, с работен обем от 1,1 до 1,7 литра, са предшественици на серия двигатели, разработени от Ford в сътрудничество с Yamaha Corporation. Характеристика на компактните четирицилиндрови двигатели е инсталирането на четири клапана на цилиндър и електронно управление, както и използването на ново поколение блок за управление на двигателя на Ford (EEC-V). Това позволи да се реализира прецизен контрол на въздушно-горивната смес и запалването, както и да се подобри диагностиката и регулирането на оборотите на празен ход. На практика тези решения доведоха до намаляване на емисиите на вредни вещества с отработените газове и по-равномерен процес на горене при всякакво натоварване. Друга иновация на двигателите Zetec е много високата степен на пълнене на цилиндрите и в резултат на това висока специфична мощност от 44,3 kW/l. Това става още по-важно, когато се вземе предвид ефективното средно налягане, което е индикатор за ефективност под формата на специфичен въртящ момент. Средното налягане на всички двигатели Zetec-SE е много по-високо от другите двигатели на Ford в този клас. Разрезът и изгледът отпред на двигателя Zetec-SE са показани на фиг. 4.2 и 4.3.
Фиг. 4.3. Изглед отпред на двигателя Zetec-SE: 1 - изпускателен разпределителен вал; 2 - разпределителен вал на входящите клапани; 3 - входен канал; 4 - тръба за всмукване на масло; 5 - колянов вал; 6 - изходен канал; 7 - хидравличен обтегач на зъбния ремък; 8 – шайба на разпределителния вал на крайните клапани; 9 - шайба на всмукателния разпределителен вал
Цилиндров блок и цилиндрова глава
Цилиндровият блок и главата на цилиндъра, както и телата на повечето допълнителни компоненти и възли са изработени от специална алуминиева сплав. Капакът на клапана е изработен от магнезий, а смукателната тръба е от пластмаса. Двигателите имат два горноразпределителни вала (DOHC) и са оборудвани с многоклапанен механизъм - четири клапана на цилиндър. Редица конструктивни решения направиха двигателя по-тих, намалиха вибрациите му и емисиите на вредни вещества с отработените газове и сведоха до минимум времето за поддръжка. Благодарение на хидравличната компенсация на хлабините на клапаните, хлабините на клапаните се проверяват само от сервиз на всеки 150 000 км. Хлабината на клапаните при студен двигател е 0,17–0,23 mm за всмукателни и 0,27–0,33 mm за изпускателни клапани.
Мощност на двигателя 1.25i Zetec-SE с работен обем 1,25 литра (55 kW / 75 к.с.) като конвенционален двигател с работен обем 1,4 литра
Новият 1.25L двигател с 16 клапана осигурява същата мощност като конвенционален 1.4L двигател. В същото време в неговата концепция най-малко внимание се обръща на такива абсолютни данни като динамика и разход на гориво. С изключително гладка крива на въртящия момент, двигателят не изисква непрекъснато най-високата скорост на коляновия вал, но вече се чувства страхотно при 2000 минути-1 (фиг. 4.4). Двигателят 1.25i вече достига своя максимален въртящ момент от 110 Nm при 4000 min-1. Най-високата мощност от 55 kW / 75 к.с развива се при 5200 min-1. Това е напълно достатъчно, за да се чувствате свободни в нормален трафик (ускорение от 0 до 100 км/ч за 12,7 секунди) и да ускорите автомобила Fiesta до 170 км/ч по магистралите.
Фиг. 4.4. Диаграма на мощността на двигателя Zetec 1.25L, 55kW (75HP)
Комбинация от двигател Zetec-SE и автоматична скоростна кутия CTX
Ford комбинира двигател Zetec с безстепенна автоматична скоростна кутия CTX. Въпреки че динамиката на двигателя 1.25i се губи в тази комбинация с автоматична скоростна кутия, Fiesta все още осигурява висока производителност. Той ускорява от нула до 100 км/ч за 15,6 секунди, а Fiesta CTX достига максимална скорост от 160 км/ч. Всичко това се случва при високо ниво на комфорт без превключване и с относително нисък разход на гориво – 6,7 литра бензин на 100 километра.
Двигател Zetec-SE 1.4i (66 kW / 90 к.с.)
С разход на гориво от 6,9 литра на 100 километра, двигателят Zetec-SE 1.4i може да се конкурира с повечето конвенционални 1,6-литрови двигатели. Той също така е на първо място по отношение на мощността: 66 kW / 90 к.с. при 5600 rpm-1, това е високо за всеки темпераментен шофьор на Fiesta. Двигателят 1.4i ускорява колата от място до 100 км/ч за 10,8 секунди, а колата достига максимална скорост от 180 км/ч. Най-мощният двигател Zetec-SE на Fiesta, с работен обем от 1,4 литра, осигурява достатъчна тяга още при 2000 min-1 . Двигателят 1.4i достига своя максимален въртящ момент от 125 Nm при 4500 минути-1.
Двигатели Endura-E (37 kW/ 50 к.с., 44 kW/ 60 к.с.) като стандарт от 1996 г.
Като алтернатива на двата двигателя Zetec-SE, Ford предлага Fiesta с два други бензинови двигателя. Двигателите са 1.3L и вътрешно обозначени като Endura-E. Базовата версия е с мощност 37 kW/50 к.с. при 4500 минути-1 (фиг. 4.5). По-мощният двигател Endura-E duo осигурява 44kW/60hp. при 5000 min-1 . Двигателите Endura-E са значително модифицирани версии на инжекционния двигател OHV-HCS, който работи безупречно във Fiesta в продължение на много години. Но в сравнение с доказания "оригинал", Ford значително подобри двигателите Endura-E по отношение на плавността и емисиите.
Фиг. 4.5. Диаграма на мощността на двигателя Endura-E, 44kW (60HP)
Смукателна дюза от пластмаса
За да подобри ефективно ефективността, Ford разработи нови цилиндрови глави за двигатели Endura-E с вихрови отвори и компактни горивни камери. От смукателната страна са монтирани пластмасови смукателни тръби с гладка вътрешна повърхност, които имат по-добра топлоизолация. Това напълно елиминира симптома на приплъзване, който се среща при по-старите OHV-HCS двигатели, когато работят с бедна смес въздух-гориво. В този случай въздушно-горивната смес преминава през пластмасовата тръба без конденз, а поведението на двигателя при топли стартове също се подобрява поради намалените топлинни загуби.
Последователното впръскване на гориво е стандартно за двигателите Endura-E
Допълнителни новости за всички двигатели Endura-E са последователното впръскване на гориво, най-съвременното устройство за управление на двигателя EEC-V, каталитичен преобразувател в близост до двигателя, алуминиев резервоар за лято масло и нова опора на двигателя.
Като цяло, всички промени в двигателите Endura-E доведоха до значително подобрена производителност на двигателя и забележимо намаляване на нивата на шум в кабината.
Фиг. 4.6. Двигателен отсек с двигател Endura-DE 1.8: 1 – резервоар за хидроусилвател; 2 - резервоар за миене; 3 - разширителен резервоар на охладителната система; 4 - гърловина за пълнене на масло; 5 - индикатор за нивото на маслото в двигателя; 6 - табела с техническите данни на автомобила; 7 - резервоар за спирачна течност; 8 - акумулаторна батерия; 9 - въздушен филтър
1,8-литров ONS дизелов двигател (44 kW / 60 к.с.) с EEC-V електроника и окислителен каталитичен конвертор - стандартно оборудване от 1996 г.
Новият двигател Endura-DE е по-нататъшно развитие на 1,8-литровия дизелов двигател (44 kW/ 60 к.с. при 4800 min-1).
Фиг. 4.7. Диаграма на мощността на двигателя Endura-DE, 44kW (60HP)
Отличава се от всички двигатели на автомобили Fiesta със специфично ниския си разход на гориво. Основните му модификации на части съответстват на обема на бензиновите двигатели. Специфичните промени в двигателя Endura-DE - той е разработен въз основа на най-новите разпоредби за емисиите на ЕС - са ограничени до нови инжекционни елементи, различно калибриран и контролиран EEC-V модул, разпределителна инжекционна помпа и окислителен каталитичен конвертор, разположен близо до двигателят, който се управлява от електронния блок на Fiesta. От 1996 г. студеният старт е подобрен с подгревни свещи (EZD 35), които също ограничават времето за предварително нагряване до 4 s при външни температури до -15 °C. Диаграмата на мощността на двигателя Endura-DE е показана на фиг. 4.7.
Решения за намаляване на шума на Fiesta Diesel
Модифицирана стойка на двигателя, отделен въздушен филтър, нова изпускателна система и допълнителни решения за намаляване на шума направиха дизеловия двигател на Fiesta по-тих от своите предшественици. Двигателят 1753cc3 Endura-DE осигурява подходяща мощност в горния диапазон на оборотите и теглително усилие в диапазона на средните обороти. Кривата на въртящия момент на дизеловия двигател с вихрова камера е изключително плоска – на практика това се превръща в добро сцепление. Двигателят Endura-DE достига пик при въртящ момент от 105 Nm при 2500 min-1 и почти 70% от това е постоянно над общата крива на мощността. Дизеловият двигател ускорява колата от място до 100 км/ч за 17,6 секунди, докато при 155 км/ч регулаторът на горивната помпа ограничава максималната скорост. При типично дизелово шофиране – доколкото е възможно при ниски обороти на двигателя – максималният разход на дизелово гориво е 5,7 литра.
Избор на най-добрия вариант за ремонт на двигателя - в сервиз или самостоятелно
Въпреки здравия си дизайн, двигателите Fiesta изискват ремонт и настройка. Тази работа трябва да се извърши в сервиз. Квалифицираните майстори имат необходимите специализирани знания и опит и обикновено разполагат с правилните инструменти за извършване на повечето ремонти.
Например, ангренажен ремък, който не е сменен правилно със собствени сили, може да причини сериозни щети на буталата и клапаните. Квалифицираният ремонт за смяна на гарнитурата на главата на цилиндъра и клапаните ще ви спести най-малкото отстраняване на повреда на лагерите на двигателя. Ако не сте напълно сигурни, че можете да ремонтирате двигателя сами, в името на собствения си портфейл, забравете да го правите сами. Остава ви само серия от дейности по проверка и поддръжка, които можете да извършите сами.
Модели двигатели Fiesta
Моделите на двигателите за автомобил Fiesta са дадени в таблица. 4.1.
ТЕХНИЧЕСКИ РЕЧНИК
Елементи на двигателя
Цилиндров блок.
Фиг. 4.8. Блокът от цилиндри на двигателя Zetec-SE на автомобила Fiesta: 1 – блокът от цилиндри; 2 – втулки на радикални лагери; 3 - колянов вал с осем противотежести и пет основни списания; 4 - джъмпер с капачки за основните лагери
Има колянов механизъм и елементи от системата за смазване на двигателя. По периферията на цилиндровия блок са монтирани допълнителни възли и компоненти, като генератор, стартер и система за запалване. Цилиндровите блокове и на двата двигателя Zetec са изработени от лека сплав от алуминий и силиций, докато сив чугун се използва при производството на двигатели Endura. Здравите формовани странични стени и мост с основни лагерни капачки правят блока особено устойчив на усукване (фиг. 4.8).
Цилиндрова глава.
При съвременните двигатели главата на цилиндъра е изработена от сплав от леки метали и е монтирана отгоре на цилиндровия блок. Главата има смукателни и изпускателни канали, канали за охлаждане и смазване, легла на клапани, лагери на клапанния механизъм, както и отвори с резба за запалителни свещи или горивни инжектори и горивна камера. Уплътнението на главата на цилиндъра се намира между блока на цилиндъра и главата, предпазва двете части от навлизане в тях отвън и отвътре на масло, охлаждаща течност и въздух.
Цилиндри.
Те преместват буталата между долна мъртва точка "UT" и горна мъртва точка "OT". Диаметрите на работните повърхности на цилиндрите точно съответстват на диаметрите на буталата, като повърхностите им са допълнително шлифовани. Цилиндрите се охлаждат чрез охлаждащи канали или с мокри работни маншети директно с охлаждаща течност.
Бутала.
Те се движат в цилиндри и пренасят налягането на продуктите от горенето през биелите към коляновия вал. Изработени са от особено лека и топлоустойчива сплав. Техните основни елементи са челото на буталото, жлебовете на буталните пръстени, отвора на буталния щифт и облицовката на буталото. Буталния щифт свързва буталото с мотовилката. Горните компресионни бутални пръстени уплътняват горивната камера от коляновия механизъм. Долният пръстен за остъргване на масло отстранява излишното масло от стената на цилиндъра в масления картер.
Биели.
Буталата са свързани с коляновия вал и се състоят от отвор в горната глава, в който се притиска буталния щифт, мотовилка, долна глава на мотовилка и капак на долната глава, който покрива шийката на коляновия вал.
Колянов вал.
Заедно с мотовилките той преобразува възвратно-постъпателното движение на буталото във въртеливо, за да получи въртящ момент. Коляновият вал се състои от главни шийки, които се въртят в основните лагери на цилиндровия блок, и две противотежести за всеки цилиндър, които са свързани чрез биелни шийки. Коляновите валове на двигателя Fiesta имат пет основни лагера и четири изместени на 90° биелни лагера. Всички лагери са оборудвани със сменяеми втулки, които се сменят при износване.
Клапани.
Фиг. 4.9. Клапанният механизъм на двигателите OHC / DOHC на автомобили Fiesta, задвижван от зъбен ремък: 1 - изпускателен разпределителен вал; 2 - разпределителен вал на входящите клапани; 3 - входящ клапан; 4 - входен канал; 5 - сферична горивна камера; 6 - изходен канал; 7 - изпускателен клапан
Те контролират промяната на циклите в четиритактовите двигатели (всмукване, компресия, горене, изгорели газове). При двигателите Endura клапаните са подредени в един ред в главата на цилиндъра, докато при двигателите Zetec клапаните са разположени отстрани (радиално разположение). Движещите се части в главата на цилиндъра образуват клапанния механизъм.
Разпределителни валове.
Отваряйте и затваряйте клапаните в зависимост от оборотите на двигателя и положението на буталата на точно зададени интервали.
ТЕХНИЧЕСКИ РЕЧНИК
Как работи четиритактов двигател:
Прием (1-ва мярка).
Буталото се движи от горна мъртва точка "ОТ" до долна мъртва точка "UT". Всмукателният клапан се отваря и сместа въздух-гориво се засмуква в цилиндъра.
Стиснете (такт 2).
Буталото се движи от долна мъртва точка "UT" до горна мъртва точка "OT" и компресира засмуканата прясна въздушно-горивна смес. Всмукателните и изпускателните клапани са затворени.
Работен ход (3-та мярка).
Преди буталото да достигне горната мъртва точка, сместа от сгъстен въздух и гориво се запалва от искра, генерирана между електродите на запалителната свещ. Сместа изгаря много бързо и поради рязкото повишаване на налягането в горивната камера буталото започва да се движи надолу към долната мъртва точка "UT". Когато буталото се движи в силовия ход, то предава енергия на коляновия вал и я преобразува във въртеливо движение.
Освобождаване (4-ти такт).
Инерционната маса на маховика отново придвижва буталото от долна мъртва точка "UT" към горна мъртва точка "OT". Тъй като изпускателният клапан вече е отворен, отработените газове се изпускат в изпускателната система. Заедно четирите цикъла образуват промяна на газовата смес в четиритактов двигател. Дизеловият двигател работи на същия принцип. Във всмукателния такт той засмуква само чист въздух, компресира го в по-голяма степен, така че в края на компресионния такт впръсканото в цилиндъра дизелово гориво се самозапалва от горещ въздух без допълнителна искра (запалителна искра). Останалата промяна на газовата смес е напълно идентична с бензиновия двигател.
Обем на цилиндъра.
Това е разстоянието, което буталата изминават при движението си от долната мъртва точка "UT" до горната мъртва точка "OT", умножено по площта на буталото. Горивната камера не влияе върху работния обем на цилиндъра. Работният обем на цилиндъра и горивната камера образуват обема на цилиндъра.
Коефициент на компресия.
Размерите на горивната камера не влияят пряко върху степента на компресия. Коефициентът на компресия означава колко свеж въздух трябва да има при 100% пълнене (широко отворена дроселна клапа) в горивната камера. Двигателите Endura имат степен на компресия 9,5:1, докато двигателите Endura-DE имат степен на компресия 21,5:1. Двигателят Zetec 1.25i работи при съотношение на компресия 10:1, докато двигателят Zetec 1.4i работи при 10.3:1.
Завъртане на двигателя
За извършване на определени операции коляновият вал на двигателя трябва да се завърти и да се постави в определена позиция. При четиритактов двигател буталото преминава през горна мъртва точка два пъти по време на четири работни цикъла: първия път, когато въздушно-горивната смес, която е влязла в цилиндрите, се запалва и вторият път след изпускането на отработените газове, с последващите започва прием на сместа. Обикновено по време на различни работи по регулиране се изисква да се настрои буталото на първия цилиндър в горната мъртва точка на такта на компресия.
Фиг. 4.10. Обемът на цилиндъра е разстоянието (2), което буталата изминават от горната мъртва точка (1) до долната мъртва точка (3), умножено по площта на буталото. В обема между буталото, разположено в горната мъртва точка "OT" (1) и вдлъбнатината на главата на цилиндъра (5), има горивна камера (4)
Положението на буталото в горната мъртва точка "OT" на първия цилиндър е показано от дясната страна на фиг. 4.10. Когато буталото на първия цилиндър (по посоката на движение вдясно) е точно в горната мъртва точка, клапаните на четвъртия цилиндър се припокриват (изпускателният клапан се затваря, всмукателният започва да се отваря). Клапаните на първия цилиндър са напълно затворени. В повечето дистрибуторни двигатели позицията на буталото в горната мъртва точка "OT" на буталото на първия цилиндър се определя въз основа на позицията на ротора на разпределителя на запалването и маркировката на маховика, която трябва да бъде подравнена с фиксираната стрелка .
ПОСЛЕДОВАТЕЛНОСТ НА РАБОТА
1. Повдигнете предното колело като за смяна и превключете на 5-та предавка. При завъртане на повдигнатото колело напред, коляновият вал на двигателя също ще се върти. Завъртането на коляновия вал ще бъде по-лесно, ако първо изключите запалителните свещи. Ако не можете да повдигнете и закрепите автомобила, превключете на 5-та предавка и внимателно бутнете автомобила напред, докато бутало #1 не достигне горната мъртва точка "OT".
2. Без чужда помощ можете да завъртите коляновия вал, като използвате вложката, монтирана на болта на шайбата на коляновия вал. Коляновият вал се върти по-добре, ако едновременно натиснете зъбчатия ремък. При този метод винаги се уверявайте, че коляновият вал се върти само по посока на часовниковата стрелка.
Фиг. 4.11. Място за завинтване на фиксиращия щифт (специален инструмент 21-210), за да настроите коляновия вал на двигателя в горната мъртва точка на буталото на първия цилиндър
Горната мъртва точка "ОТ" на коляновия вал се определя само със специален инструмент. В сервизите на Ford за това фиксиращият щифт "OT" (специален инструмент 21-210) се завинтва отстрани на цилиндровия блок (фиг. 4.11). Коляновият вал се върти, докато противотежестта на коляновия вал е плътно допрена до щифта.
Фиг. 4.12. С помощта на шаблон (специален инструмент 21-162 за Zetec, 21-162-A за Zetec-SE), за да настроите разпределителните валове в горната мъртва точка на буталото на първия цилиндър
Само специален инструмент ще даде пълна увереност в правилната инсталация на буталото на първия цилиндър до горната мъртва точка. Майсторите на Ford настройват разпределителните валове в горната мъртва точка "OT" позиция с помощта на шаблон (специален инструмент 21-162 Zetec, 21-162-A Zetec-SE) (фиг. 4.12).
3. Двигатели Zetec/Endura-DE. При никакви обстоятелства коляновият вал не трябва да се върти, когато напрежението на зъбния ремък е разхлабено - в този случай ремъкът може неусетно да прескочи зъба, синхронизирането на клапаните ще се повреди и в резултат на това ще настъпи сериозна повреда на двигателя в резултат на удар на дъната на буталата върху ненапълно затворени клапани.
ПРАКТИЧЕСКИ СЪВЕТ
Проверка на запалителните свещи
Системата за запалване е проектирана да възпламенява сместа въздух-гориво във всеки цилиндър в точното време. При бензиновите двигатели това се постига чрез електрическа искра (електрически разряд), създадена между електродите на запалителната свещ. Преди това запалителните свещи бяха много чувствителни части, те трябваше да се сменят след 12 000 км пробег на автомобила. Съвременните материали, безоловните горива и преди всичко използването на високоенергийни електронни системи за запалване промениха драстично ситуацията. Въпреки че запалителните свещи все още са чувствителни към влага, например при измиване на двигателя, експлоатационният им живот е увеличен до 40 000 км. Ford препоръчва смяна на запалителните свещи след 45 000 км. Затова непрекъснато следете състоянието на запалителните свещи, проверявайте състоянието им на всеки 20 000 км. По външния вид на запалителната свещ специалист може да определи състоянието на двигателя. Двигателите Endura изискват междина на запалителната свещ от 1,0 мм и 1,3 мм за двете версии на Zetec.
Коментари на посетители