Общие сведения
Двигатель, используемый в этом автомобиле, имеет горизонтально противоположную четырехцилиндровую конструкцию. Этот четырехтактный двигатель с водяным охлаждением Двойной верхний распредвал (DOHC) с турбонаддувом использует в общей сложности 16 клапанов, а его основные компоненты изготовлены из алюминиевого сплава. Он заправляется системой многократного впрыска топлива.
Основные конструктивные и функциональные особенности двигателя следующие
Схема №810
- Головка цилиндров образует камеры сгорания с закрытой крышей, каждая из которых имеет свечу зажигания, расположенную в ее центре, и по два впускных и выпускных клапана (по четыре клапана на цилиндр). Впускное и выпускное отверстия расположены в поперечном направлении.
- Один ремень ГРМ приводит в движение четыре распредвала на левом и правом берегах и водяной насос на левом берегу. Натяжение ремня автоматически регулируется регулятором натяжения ремня, устраняя необходимость ручной регулировки.
- Коленчатый вал опирается на пять шеек с высокой жесткостью и прочностью.
- Блок цилиндров выполнен из литого алюминия, а литые чугунные гильзы цилиндров.
Цель новой системы крепления двигателя
С новым Legacy была разработана новая система крепления двигателя для повышения комфорта и установки экологически чистого турбо.
Основываясь на идеальной структуре монтажа уникального горизонтально противоположного двигателя Subaru, была рассмотрена " простая система с очень сбалансированной производительностью, а также большой степенью свободы настройки ".
Новая компоновка крепления двигателя
Основные опоры расположены на высоте оси крутящего момента и установлены горизонтально, а пролет слева направо проходит в обе стороны трансмиссии.
Схема №811
Каждое крепление выполнено из алюминия для достижения как жесткости, так и легкого веса.
Схема №812
Автоматический регулятор натяжения ремня
Автоматический регулятор натяжения ремня состоит из блока натяжителя и кронштейна. Он поддерживает натяжение ремня ГРМ автоматически на заданном уровне, чтобы дать возможность ремню правильно передавать мощность, снизить рабочий шум и увеличить срок службы ремня.
Цилиндр блока натяжного устройства содержит шток регулятора, компенсационное кольцо, пружину плунжера, возвратную пружину, контрольный шарик и силиконовое масло.
Автоматический регулятор натяжения ремня обеспечивает натяжение ремня за счет рычажного действия, которое создается силой нажима штока регулятора натяжного устройства. Он работает в процессе, подробно описанном ниже.
Схема №813
- Действие натяжения ремня ГРМ Когда ремень ослабевает, шток регулятора выталкивается вверх возвратной пружиной. Масло в камере резервуара, которое сжимается пружиной плунжера до определенного уровня, толкает открыть контрольный шарик и течет в камеру давления масла, чтобы поддерживать давление постоянным. Осевая сила F, возникающая в результате удлинения тяги регулятора, прикладывает к кронштейну натяжного устройства крутящий момент против часовой стрелки, который заставляет шкив натяжения ремня на его конце поворачиваться в том же направлении. Это прикладывает давление Pb натяжения к зубчатому ремню.
- Когда натяжной шкив прижимается к зубчатому ремню давлением Pb, сила реакции Tb зубчатого ремня создает силу реакции Р в точке, на которую действует сила тяги регулятора. Эта сила Р толкает шток регулятора до тех пор, пока он не уравновесится суммой силы тяги F и давления масла в камере давления масла. Поэтому натяжение ремня ГРМ поддерживается постоянным.
- Если натяжение зубчатого ремня чрезмерно возрастает, сила Р становится больше, чем осевая сила F, и силиконовое масло постепенно возвращается из камеры давления масла в камеру резервуара до тех пор, пока сила Р снова не уравновесится с осевой силой F. Таким образом, натяжение зубчатого ремня всегда поддерживается на заданном уровне.
Схема №814
- Крышка ремня изготовлена из легкой, термостойкой формовки из синтетической смолы. Он представляет собой полностью закрытый корпус с ответными кромками блока цилиндров, уплотненными резиновыми прокладками. Это эффективно защищает внутренние компоненты от пыли и жидкости.
- Резиновые уплотнения, используемые между блоком цилиндров и крышкой ремня, эффективно снижают передачу шума и вибрации.
- Передняя крышка ремня имеет метку линии для проверки момента зажигания.
Распределительный вал
Двигатель Двойной верхний распредвал (DOHC) использует всего четыре распредвала; впускной и выпускной распределительные валы на каждом из правого и левого берегов.
Распределительные валы выполнены из композитного материала с использованием спеченной стали для кулачков и углеродистой стали для части трубы.
Спеченные стальные кулачки имеют очень высокую износостойкость, что позволяет увеличить подъем кулачка. Кроме того, использование материала полой трубы способствует снижению веса.
Каждый распределительный вал опирается на свои три шейки и удерживается на месте тремя крышками распределительного вала. Два фланца на каждом распределительном валу поддерживают силы тяги для ограничения торцевого люфта распределительного вала в пределах допуска.
Для двигателей модели Двойной верхний распредвал (DOHC) turbo на стороне впуска предусмотрены пазы (насечки) для датчиков положения регулируемых фаз газораспределения.
Схема №815
Схема №816
- Головка цилиндров изготовлена из литого алюминия низкого давления.
- Каждая камера сгорания в головке цилиндров представляет собой компактную, пентовую конструкцию крыши. Свеча зажигания расположена в центре камеры сгорания, что способствует созданию широкой «хлюпающей зоны» для повышения эффективности сгорания.
- Два впускных и два выпускных клапана расположены на противоположных сторонах для обеспечения поперечного потока.
- Прокладка головки цилиндров представляет собой металлическую прокладку, состоящую из трех слоев листов нержавеющей стали. Прокладка обладает высокой термостойкостью и сохраняет высокий уровень уплотняющих характеристик в течение длительного периода.
Блок цилиндров
- Блок цилиндров изготовлен из алюминиевого литья под давлением. Для получения более высокой жесткости удержания гильз цилиндров используется полузакрытая конструкция деки.
- Гильзы цилиндров изготовлены из литого железа. Так как они сухого типа, их наружные поверхности полностью соприкасаются с блоком цилиндров.
- Блок цилиндров поддерживает коленчатый вал в пяти своих шейках. Опорные части цапфы выполнены таким образом, что обеспечивается достаточная жесткость и бесшумность работы.
- Спеченный материал помещается в отливку на шейке # 5 для достижения дополнительной тишины.
- Масляный насос расположен в переднем центре блока цилиндров, а водяной - в передней части левоцилиндрового берега. В задней части правого блока цилиндров находится маслоотделитель, который удаляет масляный туман, содержащийся в продувочном газе.
Коленчатый вал
Коленчатый вал опирается в блоке цилиндров на пять шеек. Каждый угол, образованный шейкой или штифтом и полотном, отделан методом филенчатой прокатки, что повышает прочность этой области. Пять подшипников коленчатого вала изготовлены из алюминиевого сплава, а подшипник № 5 снабжен фланцевым металлом для поддержки упорных усилий.
Схема №817
Схема №818
- Поршни имеют конструкцию скользящей юбки для снижения веса и трения. Поршень также относится к типу с тепловым потоком, канавка маслосъемного кольца которого снабжена круглыми отверстиями для слива масла.
- Поршневой палец смещен в сторону тяги (№ 1 и № 3 вниз, № 2 и № 4 вверх) для уменьшения стука поршня шумами.
- Головка поршня имеет углубления для предотвращения помех впускным и выпускным клапанам. Он также имеет гравированные метки для идентификации размера поршня и направления установки. Все поршни являются общими по своей конструкции.
- Для каждого поршня используются три поршневых кольца; два компрессионных кольца и одно кольцо контроля масла. Верхнее поршневое кольцо имеет внутренние скосы, а второе поршневое кольцо имеет вырез на нижней наружной стороне для уменьшения расхода масла.
Система регулируемых фаз газораспределения
Этот двигатель имеет систему изменяемых фаз газораспределения, которая оптимально регулирует моменты открытия и закрытия клапанов путем непрерывного изменения фазового угла звездочки распределительного вала относительно распределительного вала.
- Блок управления двигателем определяет оптимальный угол кулачка относительно угла поворота коленчатого вала путем привязки к скорости двигателя, скорости транспортного средства, открытию дроссельной заслонки и другим соответствующим параметрам.
- Под управлением блок управления двигателем соленоидный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник для переключения гидравлического канала в/из камер продвижения и замедления, которые образованы в звездочке распределительного вала, для непрерывного изменения фазового угла между звездочкой распределительного вала и распределительным валом.
Опережение фазового угла
В ответ на сигнал опережения от МУД электромагнитный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник таким образом, что гидравлическое давление прикладывается к камере опережения в звездочке распределительного вала. Затем звездочка поворачивается в направлении, в котором ее фазовый угол продвигается относительно распределительного вала.
Схема №819
Задержка фазового угла
В ответ на сигнал замедления от МУД электромагнитный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник таким образом, что гидравлическое давление прикладывается к камере замедления в звездочке распределительного вала. Затем звездочку поворачивают в направлении, в котором ее фазовый угол замедляется относительно распределительного вала.
Схема №820
Определенный фазовый угол сохраняется
Когда МУД выдает сигнал на сохранение фазового угла неизменным, электромагнитный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник в положение, при котором гидравлические давления в/из обеих камер блокируются. Таким образом, давления в камерах поддерживаются, так что фазовый угол не изменяется, и моменты открытия и закрытия впускных клапанов также остаются неизменными.
Схема №821
Выпускные клапаны, заполненные натрием
Каждый выпускной клапан содержит в своем полом штоке чистый натрий. Натрий обладает высокой теплопроводностью.
Захваченный натрий будет разжижаться при высоких температурах и перемещаться внутри штока во время работы клапана. Таким образом, натрий будет эффективно передавать тепло от головки клапана к штоку клапана, способствуя более быстрому охлаждению головки клапана.
Схема №822
Схема №823
Схема №824
- Ремень натяжного типа использует эластичный материал в своей сердцевине, что приводит к устранению шкива натяжного устройства и снижению веса.
- Ремень натяжного типа исключает необходимость регулировки натяжения ремня.
Структура
Ремень натяжного типа выполнен, как показано на следующем рисунке, обеспечивая эластичный элемент.
Схема №825
Двойная система AVCS (активно клапан управление система) изменяет фазовый угол распределительного вала по отношению к звездочке распредвала для оптимизации фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, улучшая крутящий момент в диапазоне низких и средних скоростей, производительность на выходе в диапазоне высоких оборотов, показатели выбросов и топливную экономичность.
- Блок управления двигателем определяет наилучший угол распределительного вала по отношению к углу коленчатого вала на основе скорости двигателя, скорости транспортного средства, угла дроссельной заслонки и других соответствующих параметров.
- Под управлением ЭСУД соленоидный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник для последовательного изменения фазового угла между звездочкой распределительного вала и распределительным валом путем переключения масляного тракта, предназначенного между камерой угла опережения и камерой угла запаздывания.
Схема №826
Продвижение по фазовому углу
Соленоидный клапан управления потоком масла подает давление масла в камеру угла опережения звездочки распределительного вала, перемещая ее золотник в ответ на сигнал угла опреждения от блок управления двигателем. По мере приложения давления кулачковый вал, который прикреплен к лопастям, вращается в направлении фазового угла упреждения относительно звездочки распредвала.
Схема №827
Задержка по фазовому углу
Электромагнитный клапан управления потоком отработанного масла прикладывает давление масла к камере угла замедления звездочки распределительного вала, перемещая ее золотник в ответ на сигнал угла замедления от блок управления двигателем. По мере приложения давления кулачковый вал, который прикреплен к лопастям, вращается в направлении фазового угла торможения относительно звездочки распредвала.
Схема №828
Выдержанный фазовый угол сохраняется
Когда блок управления двигателем выдает сигнал, предотвращающий изменение фазового угла, соленоидный клапан управления потоком масла перемещает свой золотник для блокирования давления масла, которое прикладывается к обеим камерам. Поэтому давление масла в камерах поддерживается и фазовый угол сохраняется.
