Узлы двигателя (основные понятия моторостроения)

Мастерская или сделать самому?

Несмотря на надёжную конструкцию, двигатели Focus, разумеется, не освобождены иногда от появления неприятных дефектов. Обширный ремонт и точные установочные работы вы должны предоставить мастерской. Обученные люди в синем располагают необходимыми детальными и профессиональными знаниями, у них есть опыт и, как правило, множество специальных инструментов для того, чтобы снова "поставить на ноги" Focus. Непрофессионально заменённый любителем зубчатый ремень может, например, вызвать тяжёлые повреждения поршней и клапанов. Поэтому не беритесь за ремонт прокладки головки блока цилиндров и клапанов, работы по ремонту кривошипно-шатунного механизма тоже не по силам любителю. Если вы полностью не уверены в том, что сможете профессионально обращаться с внутренней частью своего двигателя или проверить его, держите на запоре свой ящик с инструментами в интересах собственного кошелька. Тем не менее двигательный отсек не должен оставаться для вас запретной зоной: на вашу долю останется достаточное количество работ по контролю и техническому обслуживанию, которые целесообразнее сделать своими руками.

Технический словарь - Узлы двигателя

Блок двигателя: здесь объединены все вращающиеся и колеблющиеся узлы кривошипно-шатунного механизма и подачи масла. На периферии у блока двигателя имеются вспомогательные агрегаты, например генератор, сервонасос, стартер и система зажигания. Блоки двигателей Zetec отлиты из алюминия, серый чугун используется в дизельном двигателе с турбонаддувом Endura.

Головка блока цилиндров: в современных двигателях делается из лёгких сплавов, она завершает блок двигателя сверху. В головке блока цилиндров располагаются всасывающие каналы и каналы отработанных газов, каналы охлаждающей жидкости, смазочные каналы, кольца сёдел клапанов, направляющие клапанов, опорные шейки клапанного механизма, а также отверстия для свечей зажигания или форсунок и камеры сгорания. Прокладка головки блока цилиндров между блоком двигателя и головкой блока цилиндров не пропускает масло, охлаждающую жидкость и воздух наружу и внутрь.

Узлы двигателя (основные понятия моторостроения)

Блок двигателя Zetec-SE состоит из алюминиево-кремниевого сплава. Надёжно сделанные боковые стенки и перемычка коренных подшипников делают блок особенно крутильно-жёстким.

1 - Блок двигателя; 2 - Вкладыши подшипников; 3 - Коленвал с восемью противовесами и пятью коренными подшипниками; 4 - Перемычка коренных подшипников.

Цилиндры: в них поршни колеблются между нижней мёртвой точкой (НМТ) и верхней мёртвой точкой (ВМТ): рабочие поверхности цилиндров по своему диаметру точно соответствуют диаметру поршней и затем их поверхности ещё раз специально обрабатываются (хонингуются). Они либо косвенно охлаждаются каналами охлаждения, либо, при увлажняемых гильзах цилиндров, омываются непосредственно охлаждающей жидкостью.

Поршни: колеблются в цилиндрах и передают давление сгорания посредством шатунов на коленвал. Поршни сделаны  из особенно лёгких и жароустойчивых лёгких сплавов. Их главными элементами являются: дно поршня, зона колец с поршневыми кольцами, отверстия для поршневого пальца и тронковой части поршня. Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Верхние поршневые кольца (уплотнительные кольца)  герметизируют камеру сгорания почти газонепроницаемо от кривошипно-шатунного механизма. Нижнее кольцо (маслосъёмное поршневое кольцо) отводит избыточное смазочное масло со стенок цилиндров в картер (масляный поддон).

Шатун: соединяет поршень с коленвалом. Состоит из отверстия в шатуне (направляет поршневой палец), стержня шатуна, основания шатуна и крышки основания шатуна (основание шатуна и крышка основания шатуна охватывают вкладышами подшипников палец кривошипа).

Коленвал: преобразует посредством соединительного звена шатуна энергию колебания (путь поршня от ВМТ к НМТ) в энергию вращения (вращательные движения). Современные коленвалы состоят из кованого корпуса, который вращается в местах коренных подшипников блока двигателя. В зависимости от количества цилиндров с точно определённым смещением (угловым градусом) по две щеки коленчатого вала ведут к пальцам кривошипа (опорным шейкам шатунов). Коленвалы Focus имеют пять коренных подшипников и четыре шатунных подшипника, смещённых под углом 90°. Во все опорные шейки вставлены заменяемые трёхкомпонентные подшипники скольжения.

Клапаны: управляют в четырёхтактных двигателях процессом газообмена (всасывание, компрессия, сгорание, выпуск). В двигателях OHC-Endura клапаны подвешены "плечом к плечу" под распредвалом. В двигателях DOHC-Zetec они подвешены в форме буквы V под углом 42° под распредвалами. Все подвижные узлы в головке блока цилиндров образуют клапанный механизм.

Распредвал: открывает и закрывает клапаны - в зависимости от числа оборотов двигателя и положения поршней - в точно определённые промежутки времени.

Узлы двигателя (основные понятия моторостроения)

Приводом распредвалов двигателей Ford OHC/DOHC является зубчатый ремень.
1 - выпускной распредвал; 2 - впускной распредвал; 3 - впускной клапан; 4 - впускной канал; 5 - камера сгорания в форме крыши; 6 - выпускной канал; 7 - выпускной клапан.

Технический словарь - Основные понятия моторостроения

Четырёхтактный принцип

  • Всасывание (1-й такт): поршень скользит от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открывается, топливовоздушная смесь течёт в цилиндр.
  • Компрессия (2-й такт): поршень скользит от НМТ к ВМТ и на своём пути сжимает всосанную свежую топливовоздушную смесь. Впускной и выпускной клапаны закрыты.
  • Сгорание (3-й такт): перед ВМТ сжатая топливовоздушная смесь воспламеняется от искры свечи зажигания, смесь сгорает подобно взрыву, за счёт подъёма давления поршень отжимается в положение НМТ. Шатун передаёт энергию на коленвал и приводит его во вращение.
  • Выталкивание (4-й такт): инерционная масса маховика снова перемещает поршень от НМТ в направлении ВМТ. Выпускной клапан уже открыт, поэтому сгоревшие (отработанные) газы могут выйти в систему выхлопа. В целом четыре такта образуют газообмен в четырёхтактном двигателе.

В принципе дизельный двигатель функционирует по тому же принципу. На такте всасывания он всасывает чистый воздух, сжимает его существенно сильнее, поэтому в конце такта сжатия впрыснутое топливо (дизельное) от соприкосновения с горячим воздухом воспламеняется самостоятельно, без зажигания от постороннего источника (искры зажигания). Остальная часть газообмена осуществляется затем совершенно идентично бензиновому двигателю.

Узлы двигателя (основные понятия моторостроения)

Рабочий объём 2 простирается от верхней 1 до нижней 3 мёртвой точки. Между ВМТ, которая в правом цилиндре как раз ограничивается основанием поршня, и выпуклостью головки цилиндра 5 находится камера сгорания 4.

Рабочий объём: пространство, которое во время своего движения поршни проходят от НМТ до ВМТ. Камера сгорания не оказывает никакого влияния на рабочий объём. Рабочий объём и камера сгорания вместе образуют объём цилиндра.

Коэффициент сжатия: соотношение, в котором сжимается в камере сгорания всосанный свежий газ. Размер камеры сгорания оказывает непосредственное влияние на коэффициент сжатия. Коэффициент сжатия свидетельствует о том, какой объём свежего газа при 100%-ном наполнении (полностью открытая дроссельная заслонка) должен быть в камере сгорания к моменту зажигания. В дизельных двигателях с турбонаддувом Endura коэффициент сжатия равен 19,4:1. Zetec-SE работают с коэффициентом сжатия 11:1, а модели E сжимают свежий газ в отношении 10:1.