Смекни!
smekni.com

Циклический характер работы двс один из его недостатков, но вместе с тем именно благодаря ему в двс реализуются высокие максимальные температуры и давления (стр. 10 из 27)

При аналогичных испытаниях двигателя V6 продолжитель­ностью 800 ч было показано, что расход масла уменьшился на 75% по сравнению с обычным хонингованием.

8. Бензиновые двигатели

8.1. Бензиновые двигатели автомобилей PASSAT

Создавая двигатели для нового поколения автомо­билей Passat, фирма была вынуждена учитывать предъ­являемые к двигателям все возрастающие требования, такие, как повышение комфортабельности (уменьшение шума и вибраций), снижение расхода топлива и выбросов вредных веществ, улучшение динамики автомобиля.

За базу при разработке новых двигателей был взят 6-цилиндровый V-образный двигатель фирмы известной серии VR6* с малым углом развала -15°.

Кроме 6-цилиндровых двигателей с малым углом развала VR6, фирма разработала 5-, 8- и 12-цилиндровые двигатели.

Первый двигатель VR6 с малым углом развала рабочим объемом 2,8 л был разработан фирмой еще в 1991г. В дальнейшем он подвергался неоднократной модернизации, были внедрены четыре клапана на цилиндр, созданы двигатели с другим рабочим объемом —1,4; 3,2 и 3,6 л.

Для автомобилей Passat фирма предлагает три бензиновых двигателя, прошедших новую модернизацию.

Основные их параметры приведены в табл.1. Двигатель с рабочим объемом 3,6 л был разработан фирмой специально для американского рынка.

Главные изменения коснулись системы впрыскивания топли­ва, на двух двигателях принято непосредственное впрыскивание топлива - система FSI* (Fuel-stratified injection), разработанная также фирмой Volkswagen. В этой системе впрыскивание осуществляется в камеру сгорания, несколько ниже впускных клапанов.

На одном двигателе 3.2 VR6 сохранена обычная система многоточечного впрыскивания во впускные каналы двигателя.

Таблица 8.1.

Параметры

3.2 VR6 MTI

3.2 VR6 FSI

3.6 VR6 FSI

Рабочий объем, см3

3186

3186

3597

Диаметр цилиндра, мм

84

86

89

Ход поршня, мм

95,9

90,9

96,6

Мощность, максим., кВт

184

184

206

Частота вращения при Nemax., мин -1

6300

6200

6200

Крутящий момент, Нм

320

330

360

Частота вращения при Меmах, мин -1

2500--3000

2500--3000

2750

Степень сжатия

11,25

12

12

Сред эффектив. давление, МПа

1,26

1,31

1,26

Средняя скорость поршня, м/с

19,8

18,8

20,0

Масса двигателя, кг

173

Литровая мощность, кВт/л

57

57

57

Удельный крутящий момент, Нм/л

100

103

100

Удельная масса двигателя, кг/кВт

0,84

Применяемое топливо с иЧ ____________________________

98/95

98/95

98/95

Порядок работы цилиндров | I -5-3-6-2-4

Общий вид двигателя рабочим объемом 3,6 л представлен на рис 8.1.


Рис. 8.1. Двигатель 3.6 VR6 FSI


На рис. 8.2 приведены внешние скоростные характеристики бензиновых двига

телей с системой FSI.


Рис. 8.2. Внешняя скоростная характеристика

------- двигатель 3.6 VR6 FSI; ___ двигатель 3.2 VR6 FSI

Несмотря на наличие дополнительных узлов, связанных с применением системы FSI, общая масса двигателя была снижена по сравнению с предшественником, удалось получить достаточно малую удельную массу, равную 0,84 кг/кВт.

Основные технические решения, внедренные в новые двига­тели (кроме системы топливоподачи):

—непрерывное регулирование фаз газораспределения впус­кных и выпускных клапанов;

—единый верхний пластмассовый впускной модуль с двумя вариантами длины тракта —длинным и коротким;

—роликовые толкатели в приводе к клапанам;

—четырехклапанная головка цилиндров;

—облегченный блок-картер из серого чугуна.

Доводка рабочего процесса

Главное внимание при доводке рабочего процесса уделялось смесеобразованию в камере сгорания двигателя. На рис. 8.3 пока­зана схема организации смесеобразования в двигателе VR6.

Впускные каналы двух рядов цилиндров, расположенные в головке, в связи с принятой конструкцией с малым углом развала, отличаются по конструкции и длине, также имеют различную внешнюю форму клапаны и форсунки.

Кроме этих отличий, принятая впускная система изменяет длину тракта за счет конструкции впускного модуля, позволяющей осуществлять переключение потока воздуха с длинного тракта —515 мм на короткий —246 мм. Это переключение осущес­твляется на частоте вращения 4500 мин-1.

При более высоких частотах вращения длина тракта умень­шается, что обеспечивает получение большей мощности, при более низких частотах тракт удлиняется, обеспечивая получение большего крутящего момента.



Впускной канал — длинный

Впускной канал — короткий
1- поток воздуха; 2- поток топлива.

Рис. 8.3. Конструкция камеры сгорания смежных цилиндров правого и левого блока в двигателях VR6

Тщательная доводка рабочего процесса осуществлялась с учетом особенностей каждого ряда цилиндров и позволила выполнить нормы на выбросы вредных веществ EURO IV и LEV-2, получить достаточно низкие значения расхода топлива (рис.8. 4), а также хорошие динамические характеристики автомобиля.



Рис. 8.4. Удельный расход топлива у новых двигателей VR6

• — двигатель с впрыскиванием во впускные каналы;

О — двигатель с непосредственным впрыскиванием;

1 —поле разброса расхода топлива у 6-цилиндровых аналогичных двигателей

Протекание кривой крутящего момента (рис. 2) очень благо­приятно для получения хорошей динамики автомобиля. Практи­чески в диапазоне частот вращения от 2000 мин'1 до максималь­ных величина крутящего момента выдерживается равной не менее 90% от его максимального значения.

Особенности конструкции

На рис. 8.5 показаны компоненты двигателя с непосредствен­ным впрыскиванием (система FSI).


Рис.8. 5. Компоненты двигателя 3.2 VR6

В табл. 8.2 приведены некоторые конструктивные параметры рассматриваемых двигателей.

Таблица 8.2

Параметры

3.2 VR6 MTU

3.2 и 3.6 VR6 FSI

Угол развала, гр.

15

10,6

Количество клапанов на цилиндр

4

Длина шатуна, мм

164

Количество коренных опор

7

Диаметр коренных подшипников, мм

60

Диаметр шатунных подшипников, мм

54

Диаметр впускных клапанов, мм

33,2

Диаметр выпускных клапанов, мм

30,2

Подъем впускных и выпускных клапанов, мм

10

Блок-картер, коленчатый вал. Блок изготовлен из серого чугуна, его масса уменьшена по сравнению с предшественником.

С увеличением диаметра цилиндров от 86 и более в принятой конструкции блока с малым углом развала — 15° цилиндры в ниж­ней их части начинают настолько сближаться, что уменьшается толщина стенок цилиндров. По этой причине в новых двигателях разработчики были вынуждены уменьшить угол развала до 10,6°.


Рис.8. 6. Вид на поперечный разрез двигателя VR6 FSI

Коленчатый вал изготовлен также из серого чугуна, по сравнению с предшественником разработчикам удалось умень­шить его массу примерно на 8 кг (15%).

Головка цилиндров — алюминиевая.

На рис. 6 хорошо видна конструкция головки цилиндров, клапанного механизма, поршневой группы и впускного модуля.

В головке размещены два распределительных вала, четыре клапана на цилиндр и форсунки.

Для установки форсунок в цилиндры 1, 3 и 5 разработчикам пришлось пропустить их через впускные каналы.