Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Субару Форестер




Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров

В данной Главе описывается устройство и процедуры обслуживания двигателей двух типов: с одним (SOHC) или двумя (DOHC) распределительными валами для каждой из головок цилиндров.

Двигатели SOHC

Горизонтальный, 4-цилиндровый, оппозитный 4-тактный бензиновый двигатель жидкостного охлаждения, оснащенный 16-клапанным механизмом газораспределения с одним распределительным валом для каждой из головок цилиндров.

Схема расположения основных компонентов 4-цилиндрового оппозитного двигателя SOHC


 Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

1 — Коромысло привода впускного клапана
2 — Гидрокорректор клапанного зазора
3 — Впускной клапан
4 — Выпускной клапан
5 — Распределительный вал
6 — Коромысло привода выпускного клапана
7 — Ось коромысел

8 — Коленчатый вал
9 — Шатун
10 —Опора оси коромысел
11 — Крышка головки цилиндров
12 — Свеча зажигания
13 — Головка цилиндров
14 — Поршень


Двигатель имеет следующие конструктивные особенности:
  • Камеры сгорания шатрового типа с центральным расположением свечи зажигания и четырьмя клапанами (два впускных и два выпускных) на один цилиндр;
  • В коромысла привода клапанов вмонтированы толкатели с гидрокорректорами клапанных зазоров;
  • Привод распределительных валов левой и правой головок цилиндров осуществляется посредством одного зубчатого ремня, который также используется для привода водяного насоса, расположенного в левом полублоке силового агрегата. Регулировка натяжения газораспределительного ремня производится автоматически;
  • Полноопорный коленчатый вал устанавливается в пяти коренных подшипниках;
  • Блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава методом литья под давлением и снабжен чугунными гильзами цилиндров сухого типа, залитыми в полублоки агрегата.
  • Двигатели DOHC

    Четырехтактный оппозитный двигатель с турбонаддувом, оборудован 16-клапанным механизмом газораспределения с двумя распределительными валами для каждой из головок цилиндров.

    Схема расположения основных компонентов 4-цилиндрового оппозитного двигателя DOHC


     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1 — Впускной распределительный вал
    2 — Коромысло привода впускного клапана
    3 — Гидрокорректор клапанного зазора
    4 — Впускной клапан
    5 — Выпускной распределительный вал
    6 — Коромысло привода выпускного клапана
    7 — Выпускной клапан

    8 — Коленчатый вал
    9 — Шатун
    10 — Крышка подшипника впускного распределительного вала
    11 — Крышка подшипника выпускного распределительного вала
    12 — Поршень
    13 — Головка цилиндров
    14 — Свеча зажигания


    Гидрокорректоры клапанных зазоров установлены в опорах одноплечих коромысел привода клапанов, а не в самих коромыслах.

    Четыре распределительного вала (по два на каждую из головок) приводятся в действие одним зубчатым ремнем, усилие натяжение которого регулируется автоматически.

    Зубчатый ремень привода ГРМ

    Распределительные валы левой и правой головок цилиндров приводятся в действие одним зубчатым ремнем. Кроме того, тыльной стороной того же ремня осуществляется привод водяного насоса.

    Схема прокладки газораспределительного ремня на двигателях SOHC

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1 — Шкала установки угла опережения зажигания
    2 — Установочные метки
    3 — Метка положения поршня*
    4 — Метка положения поршня**
    5 — Натяжной ролик
    6 — Автоматический натяжитель
    7 — Зубчатое колесо распределительного вала левой головки цилиндров

    8 — Зубчатое колесо распределительного вала правой головки цилиндров
    9 — Промежуточный ролик № 1
    10 — Зубчатый ремень
    11 — Зубчатое колесо коленчатого вала
    12 — Промежуточное зубчатое колесо № 2
    13 — Шкив водяного насоса


    * Поршень первого цилиндра находится в положении ВМТ конца такта сжатия при совмещении данной метки с ответной риской на блоке.

    ** Поршень 1-го цилиндра находится в положении ВМТ 1-го цилиндра при совмещении данной метки с ответной риской на крышке привода ГРМ.

    Схема прокладки газораспределительного ремня на двигателях DOHC

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1   —  Шкала установки угла опережения зажигания
    2   —  Установочные метки
    3   —  Метка положения поршня*
    4   —  Метки положения поршня**
    5   —  Натяжной ролик
    6   —  Автоматический натяжитель
    7   —  Зубчатое колесо впускного распределительного вала левой головки цилиндров

    8   —  Зубчатое колесо выпускного распределительного вала левой головки цилиндров
    9   —  Промежуточный ролик № 1
    10   —  Зубчатый ремень
    11   —  Промежуточное зубчатое колесо № 2
    12   —  Шкив водяного насоса
    13   —  Зубчатое колесо впускного распределительного вала правой головки цилиндров
    14   —  Зубчатое колесо выпускного распределительного вала правой головки цилиндров


    * Поршень первого цилиндра находится в положении ВМТ конца такта сжатия при совмещении данной метки с ответной риской на блоке
    ** Поршень 1-го цилиндра находится в положении ВМТ 1-го цилиндра при совмещении данной метки с ответной риской на крышке привода ГРМ

    Ремень изготовлен из термостойкой резины и армирован стальным износостойким кордом.

    Регулировка натяжения газораспределительного ремня осуществляется автоматически при помощи гидравлического натяжителя.

    Необходимое усилие натяжения газораспределительного ремня поддерживается штоком автоматического натяжителя, отжимающим натяжной ролик. Ось поворота ролика не совпадает с осью его вращения, в результате создается крутящий момент, прикладываемый к ролику за счет усилия, развиваемого основной пружиной, помещенной внутрь сборки натяжителя.

    Конструкция автоматического гидравлического натяжителя газораспределительного ремня


     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1   —  Газораспределительный ремень
    2   —  Кронштейн натяжителя
    3   —  Шток
    4   —  Ролик натяжителя
    5   —  Шариковый клапан
    6   —  Основная пружина
    7   —  Корпус натяжителя

    8   —  Рабочая камера
    9   —  Камера ресивера
    10  —   Манжета
    11   —  Поршень
    12   —  Поджимающая пружина
    13   —  Стопорное кольцо


    Под воздействием усилия, развиваемого основной пружиной, шток натяжителя перемещается влево, благодаря чему гидравлическое давление (заполняющая устройство силиконовая смазка постоянно находится под давлением, создаваемым поджимающей пружиной, расположенной с внешней стороны резервуара натяжителя) отжимает шарик клапана и смазка поступает внутрь рабочей камеры натяжителя. Разворачивание натяжного ролика продолжается до тех пор, пока усилие реакции, прикладываемой со стороны ленты ремня, не уравновесит усилие, развиваемое основной пружиной натяжителя.

    Резкое возрастание усилия реакции со стороны ремня может привести к чрезмерному натяжению последнего, во избежание чего небольшое количество смазки выдавливается из рабочей камеры натяжителя в специальный ресивер через зазор посадка штока в корпусе сборки. Смазка будет перекачиваться в ресивер до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия (между усилием реакции ремня и суммарным усилием основной пружины и гидравлического давления в рабочей камере).

    Зубчатый ремень помещается под крышкой привода ГРМ. Крышка изготовлена из жаростойкой ударопрочной пластмассы, поверхность стыка кожуха с блоком цилиндров герметизируется с помощью резиновой вставки, что предотвращает загрязнение ремня, а также позволяет снизить уровень шумов и вибраций, издаваемых двигателем при работе.

    На переднюю поверхность крышки привода ГРМ нанесены метки, позволяющие осуществлять проверку правильности установки угла опережения зажигания.

    Механизм привода клапанов

    Двигатели SOHC

    В осевые отверстия коромысел привода клапанов запрессованы износостойкие втулки, а в поверхности, взаимодействующие с кулачками распределительного вала залиты специальные вкладыши из металлокерамики.

    Рабочие концы коромысел оборудованы гидравлическими корректорами клапанных зазоров, поддерживающими нулевые значения последних. Применение гидрокорректоров позволяет в существенной мере снизить уровень производимых двигателем шумов, кроме того, отпадает необходимость в периодической регулировке клапанного механизма.

    Схема установки коромысел привода клапанов на двигателях SOHC


     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1  —  Лыска на теле оси
    2  —   Гидрокорректор клапанного зазора
    3  —   Опоры оси коромысел
    4  —   Упругие волнистые шайбы

    5  —   Коромысла впускных клапанов
    6  —   Редукционный клапан
    7  —   Коромысло выпускных клапанов


    Коромысла выпускных клапанов напоминают по форме букву Y и воздействуют на оба впускных клапана своих цилиндров одновременно.

    В оси коромысел предусмотрен внутренний маслоток, оборудованный встроенным редукционным клапаном.

    Двигатели DOHC

    Схема функционирования механизма привода клапанов на двигателях DOHC

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1  —   Рычаг привода клапана
    2  —   Распределительный вал
    3  —   Металлокерамический вкладыш
    4  —   Опора
    5  —   Гидрокорректор клапанного зазора


    В двигателях DOHC сборки коромысел с осями отсутствуют, - кулачки распределительного вала воздействуют на клапаны через одноплечие рычаги, в опоры которых вмонтированы гидрокорректоры клапанных зазоров.

    Клапанный механизм, - общая информация, регулировка клапанных зазоров
    Общая информация

    Принцип функционирования гидрокорректоров клапанных зазоров

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    А   —  При открывании клапана
    В  —   При закрывании клапана
    1  —   Усилие реакции со стороны стержня клапана/коромысла
    2  —   Масло из системы смазки


    Некоторые двигатели могут быть оборудованы гидравлическими корректорами клапанных зазоров. Сборки гидрокорректоров устанавливаются в рабочие концы коромысел привода каждого из клапанов (двигатели SOHC), либо помещаются в опоры одноплечих приводных рычагов (двигатели DOHC).

    На моделях без гидрокорректоров регулировка клапанных зазоров должна производиться на регулярной основе в соответствии с графиком текущего обслуживания (см. Главу Текущее обслуживание).

    Регулировка зазоров

     ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

    1. Отсоедините отрицательный провод от батареи.
     border=

    Если установленная на автомобиле стереосистема оборудована охранным кодом, прежде чем отсоединять батарею удостоверьтесь в том, что располагаете правильной комбинацией для ввода аудиосистемы в действие!

    2. Снимите угольный адсорбер и его опорный кронштейн (см. Главы Системы питания и выпуска и Системы управления двигателем).
    3. Снимите воздухоочиститель в сборе с рукавом воздухозаборника (см. Главу Системы питания и выпуска).
    4. Снимите резервуар жидкости омывания стекол.
    5. Отсоедините электропроводку от свечей зажигания.
    6. Отсоедините от крышек головок цилиндров шланги системы вентиляции картера (PCV).
    7. Поддомкратьте автомобиль и установите его на подпорки. Снимите правый и левый экраны защиты картера.
    8. Снимите правую секцию крышки привода ГРМ.
    9. Снимите крышки головки цилиндров.
    10. Провернув коленчатый вал по часовой стрелке, добейтесь соответствующего расположения стрелочных установочных меток зубчатых колес распределительных валов.

    Позиционирование распределительных валов для регулировки впускного клапана 1-го цилиндра и выпускного клапана 3-го цилиндра

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    Позиционирование распределительных валов для регулировки выпускного клапана 2-го цилиндра и впускного клапана 3-го цилиндра

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    Позиционирование распределительных валов для регулировки впускного клапана 2-го цилиндра и выпускного клапана 4-го цилиндра

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    Позиционирование распределительных валов для регулировки вsпускного клапана 1-го цилиндра и впускного клапана 4-го цилиндра

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

     ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

    1. При помощи щупа лезвийного типа измерьте клапанные зазоры соответствующих двух клапанов “Т”. Запишите результаты измерения и сравните их с требованиями Спецификаций.
    2. Провернув коленчатый вал по часовой стрелке, добейтесь требуемого для перехода к регулировке очередных двух клапанов положения распределительных валов.
    3. Продолжая действовать в аналогичной манере, проверьте зазоры всех клапанов.
    4. Проворачивая коленчатый вал по часовой стрелке, добейтесь, чтобы кулачок привода нуждающегося в регулировке клапана на соответствующем распределительном вале оказался развернут рабочим выступом вверх (от клапана).
     border=

    При отсутствии под рукой специального набора для регулировочных шайб, для извлечения последних придется снять распределительный вал (см. Раздел Снятие, проверка состояния и установка распределительных валов).

    5. Разверните толкатель риской под 45° и установите на вал приспособление для снятия регулировочных шайб (498187100). Проворачивая кулачок приспособления, добейтесь получения достаточного зазора между регулировочной шайбой и толкателем клапана, затем при помощи пинцета или магнитного карандаша извлеките шайбу.  Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester
    6. Измерьте толщину извлеченной шайбы “V”. Толщина новой регулировочной шайбы “S” определяется по формуле: S = V + Т - Х (мм), где Т - величина измеренного ранее клапанного зазора; Х = 0.20 для впускных клапанов и 0.25 - для выпускных.
    7. Регулировочные шайбы выпускаются в диапазоне толщин от 2.33 мм до 2.69 мм с шагом 0.02 мм.
    8. Установка подобранной шайбы производится в порядке, обратном порядку снятия старой.
    9. Произведите замену шайб для всех нуждающихся в регулировке клапанов.

    Сборка производится в порядке, обратном порядку демонтажа компонентов.

    Распределительные валы

    Двигатели SOHC

    Конструкция распределительных валов двигателей SOHC

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1  —   Распределительный вал левой головки цилиндров
    2   —  Подшипниковые шейки
    3   —  Маслоток
    4   —  Упорный фланец
    5   —  Распределительный вал правой головки цилиндров


    Конструкция распределительных валов представлена на сопроводительной иллюстрации.

    Рабочие поверхности кулачков распределительных валов подвергаются специальной обработке, в значительной мере повышающей их износостойкость.

    Распределительный вал правой головки цилиндров устанавливается в трех разъемных опорах, левой - в четырех. Оба вала оборудованы упорными фланцами, обеспечивающими контроль осевого люфта сборок.

    Двигатели DOHC

    Конструкция распределительных валов двигателей DOHC

     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1  —   Впускной распределительный вал левой головки цилиндров
    2  —   Подшипниковые шейки
    3  —   Маслоток
    4  —   Упорный фланец
    5  —   Выпускной распределительный вал левой головки цилиндров
    6  —   Впускной распределительный вал правой головки цилиндров
    7  —   Выпускной распределительный вал правой головки цилиндров


    Конструкция распределительных валов представлена на сопроводительной иллюстрации.

    В двигателях DOHC каждая из головок цилиндров оборудована двумя распределительными валами, - одним впускным и одним выпускным, приводящими в действие одноименные клапаны.

    Рабочие поверхности кулачков закалены.

    Каждый из валов устанавливается в головке в трех разъемных опорах.

    Осевой люфт сборок контролируется специальными опорными фланцами.

    Головка цилиндров

    Камеры сгорания шатрового типа, с центральным расположением свечей зажигания. На каждый цилиндр приходится по четыре клапана, - два впускных и два выпускных.

    Прокладки газовых стыков выполнены из углеродного, не содержащего асбест материала с металлической окантовкой камер сгорания.

    Блок цилиндров

    Блок цилиндров выполнен из алюминиевого сплава методом литья под давлением и оборудован изготовленными из чугуна сухими гильзами цилиндров.

    Масляный насос располагается посередине в передней части блока, водяной насос - в передней части левого полублока. В задней части правого полублока установлен маслоотделитель системы вентиляции картера.

    Коленчатый вал

    Полноопорный коленчатый вал устанавливается в пяти коренных подшипниках блока. Коренные и шатунные шайки вала для повышения прочности оборудованы галтелями. Вкладыши коренных подшипников изготавливаются из алюминиевого сплава. Третий подшипник оборудован фланцами и является упорным.

    Поршни

    Отверстия под поршневые пальцы выполнены со смещением относительно центра поршня. В поршнях 1-го и 3-го цилиндров отверстия смещены вниз, 2-го и 4-го - вверх.

    Во избежание контакта поршней с клапанами при нарушении установок фаз газораспределения в днищах поршней предусмотрены специальные выборки. На поверхность днища наносится маркировка, однозначно определяющая положение поршня на двигателе.

    Конструкция поршня


     Конструктивные особенности и принцип функционирования двигателя, - общая информация и регулировка клапанных зазоров Subaru Forester

    1  —   Маркировка размерной группы поршня
    2  —   Установочная метка (обращена вперед по двигателю)
    3  —   Идентификационные метки (R - правый, L - левый)
    4  —   Верхнее компрессионное кольцо
    5  —   Внутренняя фаска
    6  —   Второе компрессионное кольцо

    7  —   Ступенька
    8   —  Маслосъемное кольцо
    9   —  Верхняя рабочая секция (скребок)
    10   —  Расширитель
    11   —  Нижняя рабочая секция (скребок)


    Каждый поршень укомплектован двумя компрессионными кольцами и одним маслосъемным. Верхнее компрессионное кольцо имеет внутреннюю коническую фаску. Второе компрессионное кольцо - скребкового типа отличается ступенчатой формой рабочей поверхности, обеспечивающей дополнительную гарантию предотвращения попадания масла в камеру сгорания. Маслосъемное кольцо - комбинированного типа состоит из двух рабочих секций и одного пружинного расширителя.