Приветствую Вас!
В этом посте мы сделаем сравнение новых линеек двигателей Drive-E Volvo и Land Rover ingenium. Думаю в один пост вся информация не вместиться, поэтому разделим на несколько частей.
Двигатели более экономичные и экологически безопасные, чем предыдущии двигатели. Причина заключается в снижении внутреннего трения и паразитных потерь в сочетании с сокращенной продолжительностью прогрева двигателя. Для более быстрого достижения рабочих температур использованы инновационные компоненты системы охлаждения и смазки, в частности:
🔴 Регулируемый насос охлаждающей жидкости.
🔴 Термостат с электронным управлением.
🔴 Масляный насос с регулируемым расходом.
Помимо технологий смазки и охлаждения, в двигателе Ingenium также применен ряд новых технологий,
в том числе:
🔴 Система бесступенчатой регулировки высоты подъема клапанов (CVVL).
🔴 Система непосредственного впрыска топлива Bosch, обеспечивающая давление топлива
до 200 бар
🔴 Интегрированный выпускной коллектор и турбокомпрессор с двумя турбинными каналами Twin Scroll, который разделяет импульсы отработавших газов, повышая отзывчивость двигателя и управляемость.
🔴 Система управления изменением фаз газораспределения (VCT) для распределительных валов впускных и выпускных клапанов.
🔺 Механические компоненты
Двигатель Ingenium имеет облегченную цельно-алюминиевую конструкцию, в которой поршень №1 расположен в передней части двигателя. Коленчатый вал изготовлен из кованой углеродистой стали и обладает самыми низкими в
своем классе показателями вибрации благодаря пяти противовесам, которые уравновешивают нагрузки на подшипники. Помимо противовесов двигатель также оснащается двумя динамическими балансирными валами, которые сглаживают вибрации, вызванные поступательными перемещениями компонентов двигателя. Меры по снижению паразитных потерь включают в себя использование роликовых подшипников на распределительных и уравновешивающих валах. Отверстия цилиндров также были смещены в целях снижения трения в цилиндрах.
Коленчатый вал изготовлен из штампованной углеродистой стали. Коренные и большие шатунные шейки подвергаются индукционной закалке. Галтели коренных и больших шатунных шеек обкатываются роликами для повышения прочности коленчатого вала.
Га́лтель — форма поверхности в виде желобка, выемки на внешнем или внутреннем ребре детали
Головка блока цилиндров позволяет разместить 16 клапанов, четыре форсунки, четыре свечи зажигания и один датчик температуры головки блока цилиндров. Выпускной коллектор стал интегрированной частью головки блока цилиндров. К нему непосредственно крепится одиночный турбокомпрессор с двумя турбинными каналами Twin Scroll.
Головка блока клапанов оснащена также системой бесступенчатой регулировки высоты подъема клапанов (CVVL), а распределительные валы впускных и выпускных клапанов – системой управления изменением фаз газораспределения (VCT). Приводы системы VCT установлены на торцах распределительных валов.
У новых двигателей Volvo Drive-E много одинаковых частей, таких как коленчатые валы, масляный насос, масляный поддон, генератор и компрессор АС. Другие части похожи, например, блок двигателя и модуль балансировки двигателей.
Блоки цилиндров у бензиновых и дизельных двигателей идентичны, за исключением того, что у дизельных двигателей блок цилиндров несколько выше, а литая стальная прокладка мощнее. Использование литья в сочетании с уникальной конструкцией обеспечивает прочность конструкции при небольшом весе.
Переход на новые двигатели Drive-E обеспечивает экономию веса 30-50 кг.
Чтобы минимизировать размеры подшипников, коленчатый вал изготовлен из кованой стали. Подгонка опорной плиты к блоку цилиндров упрощена за счет использования новых запатентованных клиньев для регулировки положения. За счет этого удалось улучшить форму главных подшипников.
Конструкция головки цилиндров базируется на 5- и 6-цилиндровых двигателях Volvo. Основные изменения коснулись снижения трения, увеличения удельной мощности и создания общих интерфейсов для бензиновых и дизельных двигателей. Поскольку головка цилиндров бензинового двигателя должна выдерживать очень высокую тепловую нагрузку, она изготавливается из термически обработанного алюминиевого сплава.
Головка цилиндров у бензиновых двигателей семейства VEA состоит из двух частей с самообрабатывающейся несущей кулачковой крышкой и встроенной крышкой подшипника распредвала. Гнезда передних подшипников распределительных валов предназначены не для плоских подшипников скольжения, а для шарикоподшипников, чтобы минимизировать глубину заделки и трение.
Уравновешивающие валы.
На двигателях Volvo Drive-E находятся в отдельном корпусе в масляном поддоне. Привод уравновешивающих валов осуществляется от коленчатого вала на один из уравновешивающих валов, который, в свою очередь, приводит в движение второй уравновешивающий вал.
Динамические балансиры Ingenium установлены на внешние обоймы, которые запрессованы в обработанные отверстия внутри блока цилиндров. Два динамических балансира, с помощью шестерни динамического балансира, запрессованной на коленчатый вал, вращаются в противоположных направлениях, с частотой оборотов, в два раза превышающей частоту оборотов коленчатого вала. Два одинаковых груза синхронизированы таким образом, что инерция их противонаправленного вращения гасит вызванную двигателем вибрацию.
Клапанный механизм.
В системах клапанов в бензиновых двигателях семейства VEA традиционно используется четырехклапанная технология с двумя распределительными валами, приводимыми с помощью ремня в передней части двигателя. Чтобы обеспечить более компактную конструкцию двигателя, распределительные валы здесь располагаются плотнее, чем в 5-цилиндровых бензиновых двигателях. Оба распределительных вала имеют шкивы для зубчатых ремней с устройством VVT для изменения фаз газораспределения. Выпускной распределительный вал также приводит в действие топливный насос (на отдельном кулачке) и вакуумный насос с пазом в задней части.
В двигателе Ingenium впервые применен усовершенствованный клапанный механизм, обеспечивающий лучшие в своем классе гибкость и управление подачей воздуха в двигатель. Результатом является оптимизация сгорания во всем диапазоне оборотов двигателя, приводящая к повышению топливной экономичности, управляемости и мощности, а также к снижению уровня выбросов.
CVVL представляет собой электрогидравлическую систему, которая позволяет двигателю наиболее эффективно достигать максимальных значений мощности и крутящего момента в любой момент рабочего цикла. CVVL, установленная только на впускных клапанах, непрерывно регулирует поток воздуха, подаваемого в цилиндры, в результате чего обеспечивается плавность подачи мощности по запросу при любой частоте вращения или нагрузке на двигатель.
Узел CVVL представляет собой необслуживаемое устройство, прикрепленное к верхней части опоры распределительного вала десятью болтами.
Система динамической регулировки фаз газораспределения ( VCT или VVC)
Динамическая регулировка фаз газораспределения (VCT) осуществляется на распределительных валах как впускных, так и выпускных клапанов. Система приводится в действие давлением масла, которое регулируется электромагнитом. VCT позволяет распределительному валу, имеющему стандартный профиль кулачка, действовать с опережением или запаздыванием, обеспечивая оптимальное сгорание.
VCT в сочетании с CVVL образуют усовершенствованный клапанный механизм. Он обладает лучшими в своем классе показателями гибкости и контроля подачи воздуха в двигатель, результатом чего является оптимизация сгорания во всем рабочем диапазоне двигателя. Это обеспечивает повышение топливной экономичности, управляемости и мощности, а также снижение уровня выбросов.
Управление приводом VCT осуществляют электромагниты VCT, получающие широтно-модулированный сигнал от блока РCM (блок управления двигателем).
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ, англ. pulse-width modulation (PWM)) — процесс управления мощностью методом пульсирующего включения и выключения прибора.
Время открытия и впускного, и выпускного распределительного валов регулируется с помощью устройства VVT с
гидравлическим управлением. Функции и структура здесь почти такие же, как у устройства VVT в 5-цилиндровом бензиновом двигателе B5254T12.
Между устройством VVT и распределительным валом находится фрикционная шайба с алмазным покрытием.
Масляная система
Двигатели из семейства VEA имеют масляную систему с масляным насосом с переменной подачей, охлаждением поршня и датчиком уровня масла.
Для оптимизации внутреннего трения в двигателе предусмотрена система смазки масляного насоса с полной переменной подачей. Наличие у масляного насоса переменной подачи способствует снижению расхода топлива. Ни один из двигателей семейства VEA не имеет масляного щупа.
Масляный насос — это лопастной насос с плавно, в соответствии с потребностями, изменяемой подачей. Масляный насос приводится от коленчатого вала с помощью цепи.
Масляные насосы постоянной производительности являются одним из главных источников паразитных потерь энергии. Это связано с тем, что большую часть времени такие насосы подают больше масла, чем это требуется для безопасной работы двигателя в широком диапазоне оборотов. Предохранительный клапан представляет собой способ защиты от избыточно высокого давления масла. В условиях сильного напора часть масла под давлением просто растрачивается, возвращаясь в масляный резервуар.
Поэтому были применены масляные насосы переменной производительности. Эти масляные насосы позволяют регулировать объем масла на выходе в соответствии с нагрузкой и оборотами двигателя. Объемный расход насоса регулируется для уменьшения количества неиспользуемого масла, которое возвращается в резервуар, снижая тем самым паразитные нагрузки на двигатель и обеспечивая экономию
топлива.
Двигатель Drive-E не имеет "механического" масляного щупа, а на двигателе ingenium наоборот установлен "механический" щуп. Вместо него, на двигателе Drive-E, установлен "электронным щуп", т.е. электрическим датчиком. Измерительная часть датчика состоит из проволоки, изготовленной из сплава, состоящего из железа, никеля и кобальта.
Измерение производится один раз за ездовой цикл в самом начале цикла. Для обеспечения точности измерения двигатель в течение некоторого времени должен быть выключен, то есть почти все масло необходимо слить в поддон картера.
Перед запуском двигателя водитель получает информацию от модуля DIM о текущем уровне и возможных корректирующих мерах в графическом и текстовом виде. Если условия измерения не выполнены, например, если температура масла слишком низкая, угол наклона слишком большой или двигатель был выключен недостаточно долго, появляется сообщение "Недоступно".
Регулируемый насос охлаждающей жидкости.
Насос охлаждающей жидкости является регулируемым, что дает возможность обеспечивать оптимальный расход, необходимый для охлаждения всех компонентов двигателя. Внутри насоса охлаждающей жидкости имеется кожух, который скользит по насосному колесу, препятствуя закачиванию жидкости в двигатель. Насос создает внутреннее давление, благодаря которому движется кожух.
При запуске двигателя из холодного состояния насосное колесо полностью закрывается кожухом, поэтому охлаждающая жидкость не закачивается в блок цилиндров двигателя. По мере прогрева компонентов, потребность в расходе возрастает пятью этапами. Насос охлаждающей жидкости является регулируемым, что дает возможность обеспечивать минимальный расход, необходимый для охлаждения всех компонентов двигателя.
Регулируемый электрический водяной насос управляется ECM (модуль управления двигателя). Максимальная подача этого насоса составляет 2 л/с. В некоторых случаях, например, при холодном запуске или на холостом ходу, водяной насос, как правило, не запускается. Это позволяет снизить нагрузку на двигатель, то есть уменьшить и расход топлива. В других случаях это позволяет двигателю быстрее достигать рабочей температуры.
В двигателях B4204T9/T10/T11/T12/T15 термостат устанавливается в сборе вместе с корпусом термостата. Такой термостат состоит из обычного воскового термостата и электрического нагреваемого термоэлемента. В сердечнике воскового термостата (в воске) находится нагревательный элемент, которым управляет ECM. Это обеспечивает регулировку температуры двигателя в соответствии с текущей потребностью.
При обычной езде, при температуре наружного воздуха ниже прибл. 30°С и отключенном спортивном режиме, термостат открывается обычным образом при 105°С. При более высокой температуре открытия термостата выхлоп становится чище, а расход топлива снижается.
При больших нагрузках, наружной температуре выше прибл. 30°С и/или включенном спортивном режиме термостат открывается при температуре 90°С с помощью нагревательного элемента. Чем больше нагрузка, тем более интенсивное охлаждение требуется.
Термостат с электронным управлением состоит из главного термостата и клапана блокировки термостата. Клапан блокировки ограничивает выпуск охлаждающей жидкости из блока цилиндров во время прогрева. В клапан блокировки встроен перепускной клапан, представляющий собой предохранительный элемент, который перекрывает охлаждающей жидкости путь к перепускному шлангу, когда клапан блокировки открыт. Это позволяет независимо управлять расходом охлаждающей жидкости, подаваемой в блок цилиндров и в
головку блока цилиндров, сокращая время прогрева двигателя. Клапан блокировки термостата содержит парафиновый чувствительный элемент с нагревательным элементом, управляемым блоком PCM. При подаче электропитания нагревательный элемент нагревает парафин, позволяя клапану блокировки термостата
открыться и выпустить охлаждающую жидкость из блока цилиндров обратно в насос охлаждающей жидкости.
Уверен, что обычные пользователи, тоесть водители, представляют собой систему охлаждения как: Радиатор, термостат, вентилятор охлаждения, датчик температуры ну и печка. На самом деле современные двигатели очень сложные в конструкции, и система охлаждения не исключение.
Ниже я покажу вам схему охлаждающего контура бензинового двигателя Ingenium I4 объемом 2,0 л
В следующей части разберем топливную систему, систему турбонаддува и др.
По всем вопросам звоните:
📞 +7(495)778-65-86 с 9:00 до 21:00
Тех. центр Volvo
📍 56 км. МКАД, внутренняя сторона. Торговый центр Мирус-Авто
📍Беломорская д. 9
📍ул.Большая Семеновская, строение 1.
📍Каширское шоссе, д.61, АТЦ "Москва", 4 этаж, сектор 9-А (c 10:00 до 20:00)
📍ул. Поморская д. 3
Технические центры Land Rover:
📍 56 км. МКАД, внутренняя сторона. Торговый центр Мирус-Авто
📍ул.Большая Семеновская, строение 1</b>
Сайт: 77volvo.ru / 77Max.ru
Наша страничка в instagram: https://www.instagram.com/77volvo/
Наша страничка вКонтакте: https://vk.com/77volvo
Наш блог на Drive2 https://www.drive2.ru/o/77volvoru
Если есть какие-то вопросы, мы с удовольствием ответим на них.
Спасибо за внимание! Ваш 77Volvo / 77Max 😉
