Введение
Двигатель Z 32 SE входит в линейку двигателей, которые планируется устанавливать на автомобили Antara 2007 ГВ. V-образный 6-цилиндровый бензиновый двигатель Z 32 SE представляет собой дальнейшее развитие линейки двигателей ECOTEC компании Opel.
V-образный 6-цилиндровый бензиновый двигатель Z 32 SE соответствует нормативам токсичности выхлопных газов Euro IV.
Вид двигателя Z 32 SE
Размещение компонентов в моторном отсеке
Ниже перечислены основные части двигателя, отмеченные цифрами на иллюстрации моторного отсека.
| 1. | Воздушный фильтр в сборе |
|---|---|
| 2. | Пробка маслоналивной горловины двигателя |
| 3. | Катушка зажигания |
| 4. | Впускной коллектор |
| 5. | Дроссельный патрубок |
| 6. | Блок управления двигателем (ECM) |
| 7. | Бачок омывателя |
| 8. | Аккумулятор |
| 9. | Блок предохранителей двигателя |
| 10. | Пробка расширительного бачка |
| 11. | Крышка бачка рабочей жидкости рулевого управления с сервоусилителем |
| 12. | Бачок тормозной жидкости |
| 13. | Электромагнитный клапан продувки адсорбера |
| 14. | Механизм изменения геометрии впускного коллектора |
| 15. | Датчик массового расхода воздуха |
Общее описание
На V-образном 6-цилиндровом двигателе установлены две литые алюминиевые головки цилиндров с металлокерамическими седлами и направляющими втулками клапанов.
В каждой головке цилиндров размещено по четыре клапана на цилиндр и по два отдельных впускных и выпускных распределительных вала, которые вращаются в четырех подшипниках, встроенных в головки.
Поверх головок цилиндров установлены крышки ГРМ, в которых находятся катушки и свечи зажигания.
В блоке цилиндров из алюминиевого сплава установлены чугунные гильзы цилиндров (отливаются на месте), в которых перемещаются детали шатунно-поршневой группы.
Поршни изготавливаются из алюминиевых отливок, юбка поршня покрывается полимерным материалом для снижения трения.
Коленчатый вал изготавливается из кованой стали и устанавливается в нижней части блока цилиндров. Вал устанавливается на четыре коренных подшипника и удерживается крышками подшипников, которые крепятся с помощью болтов. С одной стороны коленчатый вал снабжен приводом масляного насоса, а с другой стороны на него крепится задающий диск датчика положения коленчатого вала.
Для привода газораспределительного механизма двигателя используется три цепи: основная, вспомогательная правая и вспомогательная левая.
Основная цепь привода ГРМ соединяет звездочку коленчатого вала с левой и правой промежуточной звездочкой привода. Промежуточные звездочки привода передают движение на механизмы регулирования распределительных валов, установленные в передней части каждого вала.
Двигатель оборудован системой регулирования фаз газораспределения. Это позволяет изменять угловое положение распределительных валов в пределах 25 градусов в зависимости от режима работы двигателя.
Регулирование фаз газораспределения улучшает эксплуатационные характеристики двигателя и топливную экономичность, не ухудшая при этом его динамичность и ездовые качества автомобиля. Оно также помогает снизить уровень токсичности отработавших газов, в результате чего отпадает необходимость в использовании системы рециркуляции отработавших газов.
Верхняя и нижняя части впускного коллектора установлены в верхней части двигателя в развале между блоками цилиндров. Там же размещаются топливная рампа и форсунки.
Дроссельный патрубок крепится сбоку к верхней части впускного коллектора, с торца крепится заслонка изменения геометрии коллектора.
Выпускной коллектор крепится болтами сбоку к головке цилиндров, изнутри и снаружи он прикрыт термоизоляционными экранами.
Масляный поддон изготовлен из литого алюминия, он крепится снизу к блоку цилиндров. В поддоне размещены маслоприемник, маслоотражатель, маслоуловитель и датчик уровня масла.
Кривые мощности и крутящего момента двигателя Z 32 SE
| A. | Кривая крутящего момента |
|---|---|
| B. | Кривая мощности |
Система управления двигателем
Основным элементом системы управления двигателем Z 32 SE является контроллер BOSCH ME 9.6.1 (блок управления двигателем). Для эффективного управления работой систем впуска и выпуска отработавших газов контроллер использует сигналы датчиков. Обмен с блоками управления других систем автомобиля осуществляется по шине CAN.
Блок управления ЭСУД установлен в моторном отсеке рядом с аккумулятором. Он постоянно отслеживает сигналы, поступающие от датчиков, и прочие параметры для обеспечения наилучших ездовых качеств, топливной экономичности и минимального уровня токсичности отработавших газов. Контроллер постоянно проводит диагностику систем для поддержания наиболее эффективного режима работы двигателя.
Шина CAN
Шина CAN представляет собой последовательность шин для передачи данных, через которые осуществляется обмен информацией между различными системами автомобиля, а также с диагностическим прибором.
По шине CAN один блок может считывать информацию из памяти другого блока, что позволяет им работать как единая система, а также оптимизирует работу каждого блока в отдельности. Прочие детали, например, исполнительные механизмы, датчики и электродвигатели соединяются с блоками управления обычными жгутами проводов.
Шина CAN поддерживает три типа шин: для высокоскоростной (HSCAN), среднескоростной (MSCAN) и низкоскоростной (LSCAN) передачи данных.
Шина HSCAN используется для передачи информации в режиме реального времени, например, данных о крутящем моменте двигателя, угле поворота рулевого колеса, а шина MSCAN используется в информационно-развлекательной и навигационных системах.
Передача данных при выключенном зажигании возможна только по шине LSCAN, поэтому она используется для таких систем, как дистанционное управление центральной блокировкой замков и противоугонная система.
Использование шин для обмена информацией между различными системами имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием отдельных проводов.
Основные преимущества:
- Меньшее количество проводов в жгутах, а также контактов в разъемах блоков управления приводит к значительному снижению веса.
- Обмен данными между различными блоками управления проходит более эффективно
- Возрастает надежность и ремонтопригодность
Диагностические коды неисправностей
В случае обнаружения какой-либо неисправности системы в память блока управления заносится код неисправности. Для каждого кода предусмотрено буквенное обозначение (тип «A», «B» или «C»), по которому можно определить, связана ли данная неисправность с токсичностью или нет. Неисправности типа «A» и «B» влияют на токсичность, а неисправности типа «C» с токсичностью не связаны.
При обнаружении неисправности на панели приборов загорается одна из трех предупредительных ламп: лампа индикатора неисправности (MIL), лампа индикации приближающегося ТО (SVS) или лампа замены моторного масла. Индикатор MIL указывает на наличие неисправности, влияющей на токсичность, а лампа SVS указывает на неисправность, не связанную с токсичностью. В случае пропусков зажигания лампа MIL начинает мигать. Электронная система автомобиля переключится в аварийный режим работы.
Двигатель Z 32 SE оборудован системой контроля ресурса масла. Когда подойдет срок для очередной замены масла на панели инструментов загорится лампа индикатора.
Диагностический разъем
Диагностический разъем расположен под панелью приборов со стороны водителя и служит для передачи данных блока управления с целью диагностики.
К диагностическому разъему можно подключить диагностический прибор Tech 2 и с его помощью получить информацию о кодах неисправностей, сохраненных в памяти блока управления. С помощью Tech 2 можно также стереть коды неисправностей, выполнить тесты исполнительных механизмов и считать последовательные данные.
• Сервис: Описание диагностических кодов неисправностей см. в соответствующем разделе руководства по ремонту.
Системы управления
В электронной системе зажигания двигателя Z 32 SE используются отдельные «штифтовые» катушки для каждого цилиндра, расположенные в центре каждой из крышек ГРМ. Блок управления ЭСУД отслеживает сигналы четырех датчиков положения распределительных валов и датчика положения коленчатого вала для синхронизации работы топливных форсунок. Таким образом определяется необходимая длительность импульса впрыска для пуска двигателя.
Система регулировки распределительных валов позволяет блоку управления ЭСУД изменять угловое положение всех четырех распределительных валов непосредственно во время работы двигателя. Привод механизма регулировки распредвала осуществляется с помощью цепи привода ГРМ. Его функция заключается в изменении углового положения вала. Блок управления ЭСУД постоянно отслеживает сигналы четырех датчиков положения распределительных валов и датчика положения коленчатого вала для обнаружения неисправностей системы.
Блок управления ЭСУД использует и другие данные для расчета необходимого положения распределительных валов.
- Датчик температуры охлаждающей жидкости.
- Датчик температуры моторного масла.
- Датчик массового расхода воздуха.
- Датчики положения дроссельной заслонки.
- Датчик скорости автомобиля.
В механизме привода дроссельной заслонки используются датчики положения педали газа и датчики положения дроссельной заслонки. С помощью сигналов от этих датчиков устанавливается связь между положением педали и положением заслонки, таким образом устраняется необходимость в использовании механического привода.
Два датчика положения педали газа, установленные на педали, передают в блок управления ЭСУД сведения о фактическом положении педали газа. Блок управления ЭСУД напрямую управляет открыванием/закрыванием дроссельной заслонки на основании сигналов датчиков положения педали газа и нескольких других параметров.
В дроссельный патрубок встроены два датчика положения дроссельной заслонки и исполнительный механизм. Исполнительный механизм используется для изменения положения заслонки, а датчики – для передачи сведений о ее положении в блок управления ЭСУД. На основании этих данных блок управления изменяет состав горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя.
Блок управления ЭСУД также считывает сигналы переднего и заднего датчиков кислорода, снабженных подогревом, для регулировки состава топливовоздушной смеси, снижения уровня токсичности и расхода топлива.
Первый (управляющий) датчик кислорода установлен под выпускным коллектором на приемной трубе. Он используется в качестве основного измеряющего устройства системы топливоподачи, с помощью которого определяется, работает ли двигатель на переобогащенной или переобедненной смеси. Управляющий датчик кислорода постоянно сравнивает содержание кислорода в системе выпуска с содержанием кислорода вне двигателя. Если датчик выявляет слишком высокое или слишком низкое содержание кислорода в выпускном коллекторе, соответствующий сигнал направляется в блок управления ЭСУД. Получив предупредительный сигнал, блок управления скорректирует в необходимом направлении состав топливовоздушной смеси, изменяя длительность впрыска.
Второй (диагностический) датчик кислорода установлен в системе выпуска после каталитического нейтрализатора. Сигнал этого датчика используется для проверки эффективности работы нейтрализатора и частично для регулировки состава смеси. Для эффективной работы нейтрализатора по снижению уровня токсичности отработавших газов необходимо, чтобы в цилиндры подавалась смесь стехиометрического состава (14,7 частей воздуха на 1 часть топлива).
Системы снижения токсичности
Система улавливания паров топлива предназначена для улавливания паров топлива, образующихся в топливной системе, и предотвращения их выброса в атмосферу. В состав системы улавливания паров топлива входит угольный адсорбер и клапан продувки, который включается по команде блока управления ЭСУД.
Адсорбер установлен на днище кузова перед топливным баком и используется для накопления паров топлива, поступающих из бака. Блок управления ЭСУД на основании показаний нескольких кислородных и топливных датчиков определяет, когда необходимо выполнить продувку адсорбера. В нужный момент он подает сигнал на открытие клапана и под действием разрежения пары топлива засасываются во впускной коллектор для дожигания в цилиндрах двигателя.
Датчики системы управления двигателем
В датчике температуры всасываемого воздуха в качестве чувствительного элемента используется термистор (резистор, напряжение сигнала которого изменяется в зависимости от температуры). Этот датчик конструктивно объединен с датчиком массового расхода воздуха. Блок управления ЭСУД определяет температуру во впускном коллекторе по изменению напряжения сигнала датчика температуры всасываемого воздуха.
Датчик массового расхода воздуха пленочного типа установлен между воздушным фильтром и впускным каналом. Датчик массового расхода воздуха измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель, а встроенный датчик температуры всасываемого воздуха контролирует температуру воздуха в коллекторе. Блок управления ЭСУД использует показания этих датчиков для поддержания постоянной температуры подаваемого воздуха.
Сигнал датчика температуры охлаждающей жидкости термисторного типа используется ЭСУД, например, при расчете моментов впрыска топлива и искрообразования. Датчик температуры ОЖ установлен на блоке цилиндров и выходит в канал системы охлаждения двигателя.
На двигателе Z 32 SE используется два датчика детонации, по одному на каждый блок. Датчики служат для обнаружения детонации в цилиндрах двигателя. Блок управления ЭСУД отслеживает напряжение сигналов датчиков и корректирует момент зажигания для устранения детонации.
Четыре датчика положения распределительного вала установлены с торца на каждом распределительном вале. Сигналы этих датчиков используются блоком управления ЭСУД для определения их положения. Кроме того, сигналы датчиков используется ЭСУД, чтобы определить скорость вращения распределительных валов и задать правильную последовательность работы топливных форсунок. При провороте вала датчик сообщает ЭСУД, что поршень в цилиндре номер один приближается к верхней мертвой точке, на основании чего можно определить время начала впрыска.
С помощью датчика положения коленчатого вала и датчика положения распределительного вала блок управления ЭСУД может в любой момент времени определить текущее положение валов двигателя. Датчик положения коленчатого вала закреплен на блоке цилиндров. Он работает вместе с 58-зубовым задающим диском, установленном на вале. Блок управления ЭСУД определяет фактическое положение коленчатого вала на основании сигнала этого датчика. Сведения о положении коленвала используются для расчета времени зажигания и впрыска, после чего соответствующие управляющие сигналы направляются на катушки зажигания и топливные форсунки.
Датчик уровня моторного масла и датчик температуры моторного масла конструктивно объединены в один датчик, установленный в масляном поддоне. Блок управления ЭСУД использует сигнал датчика температуры моторного масла для управления многими функциями работы двигателя, в том числе для синхронизации работы распредвалов. Если блок управления ЭСУД получает от датчика уровня моторного масла сигнал о низком уровне масла, на панели приборов загорается соответствующая лампа индикатора.