Особливості конструкції двигунів Renault Megane 2

Автомобілі Renault Megane 2 комплектуються двигунами K4J (1,4 л), K4M (1,6 л), F4R (2,0 л) та дизельним двигуном K9K dCi (1,5 л)

У статті розглянемо особливості конструкції двигунів K4J (1,4 л), K4M (1,6 л), F4R (2,0 л).

Двигуни бензинові, чотиритактні, чотирициліндрові, рядні, шістнадцятиклапанні — з верхнім розташуванням двох розподільчих валів.

Двигуни розташовані в моторному відсіку поперечно.

По конструкції двигуни подібні між собою.

Основні відмінності пов'язані з розмірами деталей.

Порядок роботи циліндрів: 1-3-4-2, відлік від маховика.

Система живлення – послідовне багатопоточне вприскування палива.

Двигун із коробкою передач та зчепленням утворюють силовий агрегат, закріплений на трьох гумометалевих опорах.

Система живлення двигуна складається з електричного паливного насоса, встановленого в паливному баку, дросельного вузла, фільтра тонкого очищення палива, фільтра грубого очищення палива, розташованого в модулі паливного насоса, регулятора тиску палива, форсунок, паливопроводів, системи рециркуляції відпрацьованих газів та повітряного фільтра.

Система запалювання двигуна мікропроцесорна, складається з котушок та свічок запалювання.

Котушками запалення управляє електронний блок (контролер) системи керування двигуном.

Система запалювання під час експлуатації не потребує обслуговування та регулювання.

На двигуні F4R застосовується схема регулювання фаз за допомогою фазорегулятора.

Фазорегулятор регулює момент відкриття клапанів впуску двигуна.

Система забезпечує встановлення оптимальних фаз газорозподілу для кожного моменту роботи двигуна з метою збільшення його потужних та динамічних характеристик за рахунок зміни положення розподільчого валу впускних клапанів.

Керує системою електронний блок керування двигуном (ЕБУ).

До основних елементів системи регулювання фаз відносяться керуючий електромагнітний клапан, виконавчий механізм зміни положення розподільчого валу та датчик положення розподільчого валу.

Ремінь приводу ГРМ приводить у дію виконавчий механізм системи, який за допомогою гідромеханічного зв'язку передає обертання розподільчому валу впускних клапанів.

З головної масляної магістралі каналами моторне масло під тиском підводиться до гнізда головки блоку циліндрів, у якому встановлений клапан, і далі через канали в голівці та в розподільчому валу — до виконавчого механізму системи.

У вихідному положенні та при частоті обертання колінчастого валу двигуна до 1450 хв^-1 напруга живлення не подається на електромагнітний клапан — він закритий.

При частоті обертання колінчастого валу в межах 1450—4300 хв^-1 і при повністю натиснутій педалі «газу» ЕБУ подає напругу живлення на електромагнітний клапан — він відкривається.

При цьому золотниковий пристрій клапана забезпечує подачу масла під тиском у робочу порожнину виконавчого механізму.

За рахунок зміни тиску масла та гідромеханічного впливу відбувається взаємне переміщення окремих елементів виконавчого механізму, і розподільний вал повертається на потрібний кут, змінюючи фази газорозподілу.

При частоті обертання колінчастого валу вище 4300 хв^-1 живлення електромагнітного клапана припиняється.

Золотниковий пристрій електромагнітного клапана та елементи виконавчого механізму системи дуже чутливі до забруднення моторного масла.

При виході з ладу системи зміни фаз впускні клапани відкриваються та закриваються в режимі максимального запізнення.

Система зміни фаз газорозподілу дозволяє встановити оптимальні фази газорозподілу для кожного моменту роботи двигуна, в результаті чого досягається підвищена потужність, краща паливна економічність і менша токсичність газів, що відпрацювали.

Для визначення миттєвого положення розподільчого валу встановлено датчик положення розподільчого валу (датчик фази).

На шиї розподільчого валу розташоване кільце датчика положення, що задає.

На верхній кришці приводу газорозподільного механізму закріплений електромагнітний клапан, що гідравлічно керує механізмом зміни фаз газорозподілу.

Електромагнітним клапаном, у свою чергу, управляє електронний блок керування двигуном.

Блок управління визначає положення впускного розподільного валу за сигналами датчика фази і датчика положення колінчастого валу і видає команду на зміну положення валу.

Відповідно до цієї команди переміщується золотник електромагнітного клапана, наприклад, у напрямку більшого випередження відкриття впускних клапанів.

При цьому масло, що подається під тиском, надходить через канал у корпусі газорозподільного механізму в корпус механізму зміни фази газорозподілу і викликає поворот розподільного валу в необхідному напрямку.

При переміщенні золотника в напрямку, який відповідає більш ранньому відкриттю клапанів, канал для більш пізнього їх відкриття автоматично з'єднується зі зливальним каналом.

Якщо розподільний вал повернувся на потрібний кут, золотник електромагнітного клапана по команді блоку управління встановлюється в положення, при якому масло підтримується під тиском по обидва боки кожної з лопатей ротора муфти.

Якщо потрібний поворот розподільчого валу у бік пізнішого відкриття клапанів, процес регулювання проводиться з подачею масла у зворотному напрямку.

При зупинці двигуна розподільний вал впускних клапанів автоматично встановлюється у вихідне положення, при якому немає перекриття фаз впускних та випускних клапанів.

Це зроблено для забезпечення впевненого запуску холодного двигуна.

При такому розташуванні фаз виключено розведення свіжого паливоповітряного заряду, що надходить у циліндр при такті впуску, що відпрацювали вихлопними газами.

Крім полегшення пуску двигуна забезпечується його рівна і безперебійна робота під час прогріву.

У міру прогріву двигуна фази газорозподілу плавно змінюються до їх перекриття на повністю прогрітому двигуні, що забезпечує його кращу економічність.

Елементи системи зміни фаз газорозподілу (електромагнітний клапан та механізм динамічної зміни взаємного положення розподільчих валів) є прецизійно виготовленими вузлами.

У зв'язку з цим при виконанні технічного обслуговування або ремонту системи зміни фаз газорозподілу допускається лише заміна елементів системи у зборі.

Спереду на двигуні (у напрямку руху автомобіля) розташовані: покажчик рівня масла, паливна рампа з форсунками, впускний трубопровід, масляний фільтр, теплообмінник (двигун 2,0), датчик сигналізатора недостатнього тиску масла, датчик детонації, датчик положення колінчастого валу (двигун 2,0), труба, що підводить насос охолоджуючої рідини, стартер (двигун 1,6), генератор, насос гідропідсилювача керма, компресор кондиціонера.

Ззаду на двигуні розташовані: дросельний вузол, корпус повітряного фільтра, випускний колектор з керуючим датчиком концентрації кисню, стартер (двигун 2,0).

Блок циліндрів двигуна відлитий з чавуну, циліндри розточені безпосередньо в блоці.

У нижній частині блоку циліндрів розташовані п'ять опор корінних підшипників колінчастого валу зі знімними кришками, які кріпляться до блоку болтами.

Отвори в блоці циліндрів під підшипники обробляються при встановлених кришках, тому кришки не взаємозамінні.

На торцевих поверхнях опори №3 двигуна К4М та №2 двигуна F4R виконані гнізда для завзятих напівкілець, що перешкоджають осьовому переміщенню колінчастого валу.

Для охолодження поршнів під час роботи двигуна їх днища омиваються знизу моторним маслом через спеціальні форсунки, які запресовані в блок циліндрів.

Колінчастий вал з п'ятьма корінними та чотирма шатунними шийками.

Вкладиші корінних та шатунних підшипників колінчастого валу сталеві, тонкостінні з антифрикційним покриттям, нанесеним на робочі поверхні вкладишів.

На передньому кінці колінчастого валу встановлені: зірочка приводу масляного насоса, зубчастий шків приводу ГРМ та шків приводу допоміжних агрегатів, який також є демпфером крутильних коливань колінчастого валу.

Колінчастий вал ущільнюється спереду та ззаду сальниками.

Шатуни – ковані сталеві, двотаврового перерізу, обробляються разом із кришками.

Кришки кріпляться до шатунів болтами на двигуні F4R та болтами з гайками на двигуні К4М.

Своєю нижньою (кривошипною) головкою шатуни з'єднані через вкладиші з шатунними шийками колінчастого валу, а верхніми головками — через поршневі пальці з поршнями.

Поршневі пальці - сталеві, трубчастого перерізу.

На двигуні 2,0 палець плаваючого типу вільно повертається в бобишках поршня і верхній головці шатуна.

Від осьового переміщення палець зафіксований двома стопорними пружинними кільцями, розташованими у проточках бобишок поршня.

На двигуні 1,6 поршневий палець запресований у верхню головку шатуна і вільно повертається в бобишках поршня.

Поршні виконані з алюмінієвого сплаву.

Спідниця поршня має складну форму: у поздовжньому перерізі спідниця бочкоподібна, а в поперечному — овальна.

У верхній частині поршня проточено три канавки під поршневі кільця.

Два верхні поршневі кільця — компресійні, а нижнє — маслознімне.

Маховик відлитий з чавуну, встановив він на кошику зчеплення і прикріплений шістьма болтами.

На маховик напресовано зубчастий обід для пуску двигуна стартером.

На автомобілі з автоматичною коробкою передач замість маховика встановлюють провідний диск гідротрансформатора.

Головка блоку циліндрів відлита з алюмінієвого сплаву, загальна для всіх чотирьох циліндрів.

Головка блоку циліндрів центрується на блоці двома втулками і кріпиться десятьма гвинтами.

Між блоком і головкою встановлюється безсадкова металева прокладка.

На протилежних сторонах головки блоку циліндрів розташовані вікна впускних та випускних каналів.

Свічки запалювання встановлені в центрі кожної камери згоряння.

Клапани сталеві, в головці блоку циліндрів розташовані в два ряди, V-подібно, по два впускні і два випускні клапани на кожен циліндр.

Тарілка впускного клапана більша за випускний.

Сідла та напрямні втулки клапанів запресовані в головку блоку циліндрів.

Зверху на напрямні втулки клапанів одягнені ковпачки.

Клапан закривається під дією пружини.

Нижнім кінцем вона спирається на шайбу, а верхнім — на тарілку, яка утримується двома сухарями.

Складені сухарі зовні мають форму зрізаного конуса, а зсередини забезпечені затятими буртиками, що входять у проточку на стрижні клапана.

У верхній частині головки блоку циліндрів встановлено два розподільні вали.

Один вал наводить впускні клапани газорозподільного механізму, а інший — випускні.

На кожному валу виконано вісім кулачків — сусідня пара кулачків одночасно керує клапанами (впускними або випускними) кожного циліндра.

Особливістю конструкції розподільчого валу є те, що кулачки напресовані на трубчастий вал.

Опори (ліжка) розподільних валів (по шість опор для кожного валу) роз'ємні — розташовані в головці блоку циліндрів і в кришці головки блоку.

Привід розподільних валів — зубчастим ременем від шківа колінчастого валу.

На кожному розподільчому валу з боку зубчастого шківа виконано завзятий фланець, який входить у проточку головки блоку циліндрів, перешкоджаючи тим самим осьовому переміщенню валу.

Шків розподільного валу не фіксується на валу за допомогою тугої посадки, шпонки або штифта, а - тільки за рахунок сил тертя, що виникають на торцевих поверхнях шківа та валу при затягуванні гайки кріплення шківа.

Ущільнюється носок розподільного валу сальником, одягненим на шийку валу та запресованим у гніздо, утворене поверхнями головки блоку циліндрів та кришки головки блоку.

Клапани наводяться від кулачків розподільчого валу через важелі клапанів.

Для збільшення терміну служби розподільного валу та важелів клапанів кулачок валу впливає на важіль через ролик, що обертається на осі важеля.

Гідроопори важелів клапанів встановлені в гніздах головки блоку циліндрів.

Олія всередину гідроопори надходить із магістралі в головці блоку циліндрів через отвір у корпусі гідроопори.

Гідроопора автоматично забезпечує беззазорний контакт кулачка розподільчого валу з роликом важеля клапана, компенсуючи знос кулачка, важеля, торця стрижня клапана, фасок сідла та тарілки клапана.

Змащення двигуна є комбінованим.

Під тиском масло підводиться до корінних та шатунних підшипників колінчастого валу, підшипників розподільчих валів та гідроопорів важелів клапанів.

Інші вузли двигуна змащуються розбризкуванням.

Тиск у системі мастила створює шестерний масляний насос, розташований у піддоні картера та прикріплений до блоку циліндрів.

Масляний насос наводиться ланцюгом від колінчастого валу.

Ведуча зірочка приводу насоса встановлена ​​на колінчастому валу під передньою кришкою блоку циліндрів.

На зірочці виконано циліндричний поясок, по якому працює передній сальник колінчастого валу.

Зірочка встановлена ​​на колінчастому валу без натягу і не зафіксована шпонкою.

При складанні двигуна провідна зірочка приводу насоса затискається між зубчастим шківом приводу ГРМ і буртиком колінчастого валу в результаті стягування пакета деталей болтом кріплення шківа приводу допоміжних агрегатів.

Крутячий момент від колінчастого валу передається на зірочку тільки за рахунок сил тертя між торцевими поверхнями зірочки зубчастого шківа та колінчастого валу.

При ослабленій затяжці болта кріплення шківа приводу допоміжних агрегатів, провідна зірочка приводу масляного насоса може почати прокручуватися на колінчастому валу і тиск масла в двигуні впаде.

Маслоприймач виконаний за одне ціле з кришкою корпусу масляного насоса.

Кришка кріпиться п'ятьма гвинтами до корпусу насоса та утримується від випадання пружинним фіксатором.

Масло з насоса по каналу в блоці циліндрів подається до масляного фільтра.

Масляний фільтр – повнопоточний, нерозбірний.

На двигуні F4R, перш ніж вступити у фільтр, масло проходить через теплообмінник, прикріплений до блоку циліндрів.

Під час роботи двигуна через стільники теплообмінника постійно циркулює рідина системи охолодження. Незабаром після пуску двигуна моторне масло в теплообміннику підігрівається (за рахунок того, що рідина, що охолоджує, нагрівається швидше).

Під час роботи двигуна на максимальних режимах масло охолоджується в теплообміннику.

Пройшовши масляний фільтр, масло подається до головної магістралі блоку циліндрів.

З головної магістралі масло надходить каналами до корінних підшипників колінчастого валу, форсунок охолодження поршнів і далі до шатунних підшипників валу.

Двома вертикальними каналами в блоці циліндрів масло з головної магістралі подається в головку блоку циліндрів — до крайніх опор (з боку заглушок розподільних валів) валів і гідроопорів клапанів.

Через проточування та свердління в крайніх опорних шийках розподільних валів масло надходить усередину валів, а через свердління в інших шейхах валів — до інших підшипників розподільчих валів.

З головки блоку циліндрів олія через вертикальні канали стікає в піддон картера.

Система вентиляції картера - закрита, примусового типу.

Гази, що проникли з камер згоряння цабондрів через поршневі кільця в картер двигуна, потрапляють через канали в блоці та головці блоку циліндрів у кришку головки.

Пройшовши масловідділювач, розташований у кришці головки блоку циліндрів, картерні гази очищаються від частинок масла і далі надходять через корпус повітряного фільтра, дросельний вузол, ресивер та впускний трубопровід — у циліндри двигуна.

Можливі несправності двигуна

Причина несправності Спосіб усунення

Двигун не пускається

Немає тиску палива в рампі:

Засмічені паливопроводи - Промийте та продуйте паливний бак та паливопроводи

Несправний паливний насос - Замініть насос

Засмічений паливний фільтр - Замініть фільтр

Несправний регулятор тиску палива - Замініть регулятор тиску

Несправна система запалювання - Провести діагностику системи керування двигуном

Двигун не розвиває повної потужності і не має достатньої прийомистості

Несправний датчик положення дросельної заслінки - Замініть дросельний вузол у збиранні

Недостатній тиск у паливній рампі - Дивіться вище

Забруднений повітряний фільтр - Замініть фільтруючий елемент

Несправна система запалювання - Провести діагностику системи керування двигуном

Недостатня компресія – нижче 10 кг/см ²:

Пробито прокладку головки блоку циліндрів - Замініть прокладку

Прогорання поршнів, поломка або залягання поршневих кілець - Очистіть кільця та канавки поршнів від нагару, замініть кільця

Погане прилягання клапанів до сідл - Замініть пошкоджені клапани, відшліфуйте сідла

Надмірне зношування циліндрів і поршневих кілець - Замініть поршні, розточіть і відхонінгуйте циліндри

Двигун працює нестійко або глухне на холостому ході

Недостатній тиск у паливній рампі - Дивіться вище

Підсмоктування повітря через шланг, що з'єднує ресивер з вакуумним підсилювачем гальм - Підтягніть хомути кріплення, замініть пошкоджений шланг

Несправна система запалювання - Проведіть діагностику системи керування двигуном

Недостатній тиск масла у прогрітому двигуні

Погана якість олії - Замініть олію

Розрідження або спінювання олії через проникнення в картер палива або охолоджувальної рідини - Усуньте причини та замініть олію

Забруднення робочої порожнини або зношування деталей масляного насоса - Промийте або відремонтуйте масляний насос

Засмічення масляного фільтра - Замініть масляний фільтр

Ослаблення кріплення або засмічення маслоприймача - Промийте або відремонтуйте маслоприймач.

Збільшений зазор між вкладишами корінних та шатунних підшипників та шийками колінвалу - Прошліфуйте шийки та замініть вкладиші

Стук корінних підшипників колінчастого валу

Зазвичай стукіт глухого тону, металевий. Виявляється при різкому натисканні на педаль газу.

Частота його збільшується з підвищенням частоти обертання колінчастого валу.

Надмірний осьовий зазор колінчастого валу викликає різкіший, з нерівномірними проміжками, особливо помітними при плавному збільшенні або зменшенні частоти обертання колінчастого валу

Недостатній тиск олії - Дивіться несправність – недостатній тиск олії

Збільшений зазор між упорними фланцями вкладишів середнього корінного підшипника та колінчастим валом - Замініть півкільця новими, перевірте зазор

Стук шатунних підшипників

Стук шатунних підшипників різкіший за стукіт корінних підшипників.

Стук прослуховується на холостому ходу, при різкому відкритті дросельної заслінки.

Місце стукоту легко визначити відключаючи по черзі свічки запалювання

Збільшений зазор між шатунними шийками колінчастого валу та вкладишами - Замініть вкладки та прошліфуйте шийки колінвала

Стук поршнів

Стук недзвінкий, приглушений, викликається биттям поршня в циліндрі. Краще прослуховується при малій частоті обертання колінчастого валу та під навантаженням

Збільшений зазор між поршнями та циліндрами - Замініть поршні, розточіть та відхонінгуйте циліндри

Надмірний зазор між поршневими кільцями та канавками на поршні - Замініть кільця або поршні з кільцями

Підвищений шум газорозподільного механізму

Знижений тиск олії в системі мастила - Див. несправність «Недостатній тиск олії»

Знос кулачків розподільного валу - Замініть розподільний вал

Стук на холодному двигуні, чутний протягом двох-трьох хвилин після пуску, що посилюється при збільшенні частоти обертання колінчастого валу

Збільшений зазор між поршнями та циліндрами - Стук поршнів, що зникає після прогріву двигуна, що не є ознакою несправності.

При постійному стукоті замініть поршні, розточіть та відхонінгуйте циліндри

Ослаблення кріплення шківа колінчастого валу - Підтягніть кріплення

Короткочасні стуки відразу після запуску двигуна

Використання некондиційної олії зі зниженою в'язкістю - Замініть олію

Збільшений осьовий зазор колінчастого валу - Замініть упорні півкільця

Збільшений зазор у передньому корінному підшипнику - Замініть вкладки переднього корінного підшипника

Стуки в прогрітому двигуні на режимі холостого ходу

Ослаблення натягу або зносу ременя приводу допоміжних агрегатів - Замініть ремінь

Шум деталей газорозподільного механізму - Див. «Несправність ГРМ»

Використання некондиційної олії - Замініть олію

Збільшені зазори між поршневими пальцями та отворами в бобишках поршнів - Замініть поршні та пальці

Непаралельні осі верхньої та нижньої головок шатуна - Замініть шатун

Сильні стуки в прогрітому двигуні при підвищеній частоті колінчастого валу

Надмірно натягнутий ремінь приводу допоміжних агрегатів або поява на ньому тріщин та розривів - Замініть пошкоджений ремінь

Ослаблене кріплення маховика - Затягніть болти кріплення маховика потрібним моментом

Підвищена вібрація двигуна

Дисбаланс колінчастого валу - Зніміть та відбалансуйте колінчастий вал

Неоднакові значення компресії в циліндрах - Усуні причину недостатньої компресії

Опори підвіски силового агрегату сильно зношені - Замініть опори підвіски силового агрегату

Детонаційні стуки двигуна під час навантаження

Використання бензину з низьким октановим числом - Замініть бензин

Підвищена витрата масла

Підтікання масла через ущільнення двигуна  - Підтягніть кріплення або замініть прокладки

Засмічена система вентиляції картера - Промийте деталі системи вентиляції картера

Знос поршневих кілець двигуна - Замініть поршні та кільця

Поломка поршневих кілець - Замініть кільця

Закоксовування мастильних кілець або пазів у канавках поршнів через застосування некондиційної олії - Замініть моторне масло, очистіть кільця та пази від нагару

Зношування або пошкодження олійнознімних ковпачків клапанів - Замініть олійнознімні ковпачки

Підвищений знос стрижнів клапанів або напрямних втулок - Замініть клапани, відремонтуйте ГБЦ

Перегрів двигуна

Недостатня кількість рідини в системі охолодження - Долийте охолоджувальну рідину в систему охолодження

Сильно забруднена зовнішня поверхня радіатора - Очистіть зовнішню поверхню радіатора струменем води

Несправний термостат - Замініть термостат

Несправний електровентилятор системи охолодження - Перевірте електродвигун вентилятора, датчик його включення та реле, несправні деталі замініть

Несправний клапан пробки розширювального бачка системи охолодження - Замініть пробку розширювального бачка

Використання бензину зі зниженим октановим числом - Замініть бензин

Швидке падіння рівня рідини в розширювальному бачку

Пошкоджений радіатор - Відремонтуйте або замініть радіатор

Ушкодження шлангів або прокладок у з'єднаннях - Замініть пошкоджені шланги та прокладки

Підтікання рідини через мікротріщини в блоці циліндрів або ГБЦ - Перевірте герметичність блоку та ГБЦ