Rysunek. 4,5. Komora silnika z silnikiem wysokoprężnym 300 D: 1 – chłodzona skrzynka plastikowa do regulatorów elektronicznych i modułów przekaźnikowych; 2 – kratka wlotu powietrza do wentylacji wnętrza; 3 – obudowa zaworów regulacji ciśnienia; 4 – osłona komory wtryskiwaczy i świec; 5 – napęd wycieraczek; 6 – filtr oleju; 7 – kolektor dolotowy; 8 – zbiornik płynu hamulcowego z głównym cylindrem hamulcowym i wzmacniaczem siły hamowania; 9 – blok bezpieczników i przekaźników; 10 – zbiornik wyrównawczy; 11 – filtr powietrza; 12 – zawór obejściowy układu wydechowego; 13 – prętowy wskaźnik poziomu oleju; 14 – korek wlewu oleju; 15 – filtr benzyny; 16 – zapasowa ilość oleju hydraulicznego do sterowania serwem; 17 – zbiornik płynu do spryskiwaczy (przód - do reflektorów, tył - do wycieraczek); 18 – blok hamulcowy
Oprócz 5-cylindrowych silników turbo Mercedes oferuje 6-cylindrowy silnik wysokoprężny o pojemności skokowej 3 litrów (OM 606) (ryc. 4.5). Technicznie OM 606 jest niemal identyczny z modelami OM 604 i OM 605 z mniejszą liczbą cylindrów (2,5 l, 5 cyl.). Wyposażony jest w głowicę cylindrów z komorą wstępną i czterema zaworami na cylinder, sterowanie elektroniczne, rzędową pompę wtryskową, dwumasowe koło zamachowe (do modeli z ręczną skrzynią biegów). Wał korbowy 6-cylindrowego silnika osadzony jest na siedmiu łożyskach podporowych. Wyjątkową cechą OM 606 jest kolektor dolotowy o regulowanej długości w postaci trójstopniowej rezonansowej rury ssącej z klapami.
Rysunek. 4.6. Komora silnika z silnikiem wysokoprężnym 320 CDI: 1 – zbiornik wyrównawczy; 2 – filtr powietrza; 3 – kanał dopływu powietrza do turbosprężarki; 4 – chłodzona skrzynka do regulatorów elektronicznych i bloków przekaźników; 5 – korek wlewu oleju; 6 – kratka wlotu powietrza do wentylacji wnętrza; 7 – pokrywa silnika; 8 – pokrywa kolektora dolotowego; 9 – zbiornik płynu hamulcowego z głównym cylindrem hamulcowym i wzmacniaczem siły hamowania; 10 – prętowy wskaźnik poziomu oleju; 11 – sygnał dźwiękowy; 12 – kratka ochronna chłodnicy; 13 – wąż chłodnicy; 14 – pokrywa filtra benzyny; 15 – zbiornik płynu do spryskiwaczy (przód – do reflektorów, tył – do wycieraczek); 16 – jednostka sterująca układu hamulcowego; 17 – zapasowy zbiornik oleju hydraulicznego z serworegulatorem; 18 – blok bezpieczników i przekaźników
Od sierpnia 1999 roku samochody marki Mercedes zaczęto wyposażać w silnik 320 CDI (rys. 4.6) z układem Common Rail, zastępując silnik E 300 D.
Wszystkie silniki CDI produkowane są w systemie modułowym, mają ten sam rozstaw cylindrów (97 mm) oraz te same średnice i skok (88 x 88,34 mm). W tym samym czasie silniki CDI otrzymały nową głowicę cylindrów z czterema zaworami, centralnie umieszczonymi wtryskiwaczami i aluminiową konstrukcją.
Rysunek. 4.7. Dystrybucja paliwa w komorze spalania
Rysunek. 4.8. System wielozaworowy
Materiał zapożyczony z zasobu online Mercedesman.ru
Rysunek. 4.9. Tłok z korbowodem: 1 – tłok z trzema pierścieniami tłokowymi; 2 – korbowód; 3 – pokrywa łożyska oporowego
Rysunek. 4.10. Koło zamachowe dwumasowe: 1 – wał korbowy; 2 – przednia część koła zamachowego; 3 – tłumik drgań skrętnych; 4 – tylna część koła zamachowego
Rysunek. 4.11. Przekrój podłużny 4-cylindrowego silnika wysokoprężnego z wtryskiem do komory wstępnej (OM 604): 1 – wentylator ze sprzęgłem wiskotycznym; 2 – wskaźnik poziomu oleju; 3 – łańcuch napędowy wałka rozrządu; 4 – szyjka wlewu oleju; 5 – kolektor dolotowy; 6 – rura od korpusu zaworu sterującego; 7 – filtr oleju; 8 – rozrusznik; 9 – koło zamachowe dwumasowe; 10 – korbowód z tłokiem; 11 – wał korbowy; 12 – lejek odbiorczy pompy olejowej; 13 – pompa oleju; 14 – łańcuch napędowy pompy olejowej
Rysunek. 4.12. Przekrój poprzeczny 4-cylindrowego silnika wysokoprężnego z wtryskiem w komorze wstępnej (OM 604): 1 – linia odbiorcza układu dolotowego; 2 – kolektor dolotowy; 3 – świece żarowe; 4 – koło zębate napędu pompy wtryskowej; 5 – wały korbowodów wału korbowego; 6 – koło zębate napędu pompy oleju; 7 – czujnik poziomu oleju; 8 – termostat układu chłodzenia; 9 – rura wydechowa; 10 – kanał recyrkulacji spalin;11 – zawór recyrkulacji spalin; 12 – korpus zaworu sterującego
Rysunek. 4.13. Pięciocylindrowy silnik wysokoprężny CDI (OM 612)
Rysunek. 4.14. Sześciocylindrowy silnik wysokoprężny CDI (OM 613)
Rysunek. 4.15. Wspólna praca wałka rozrządu i zaworów: 1 – pokrywa głowicy cylindrów; 2 – obudowa głowicy cylindrów; 3 – wałek rozrządu wydechu; 4 – popychacze z hydrauliczną regulacją luzu; 5 – dysza wtryskowa; 6 – zawór wydechowy; 7 – komora wstępna z kanałem wlotowym do komory spalania; 8 – kanał wlotowy; 9 – dysza; 10 – wałek rozrządu zaworów dolotowych
Rysunek. 4.16. Pozycje tłoka: 1 – górny martwy punkt; 2 – skok roboczy; 3 – dolny martwy punkt; 4 – komora spalania; 5 – głowica cylindrów
System wielozaworowy
Głowica cylindrów z czterema zaworami. Moc silnika zależy nie tylko od objętości cylindrów i liczby obrotów, ale także od prędkości wprowadzania mieszanki paliwowo-powietrznej do komory spalania i prędkości spalin. Dlatego w porównaniu z instalacją 2-zaworową, instalacja 4-zaworowa sprzyja intensywniejszemu napełnieniu komory spalania (rys. 4.7). Ponadto cztery zawory o mniejszej średnicy mają znacznie większą powierzchnię otwarcia niż dwa zawory o większej średnicy (ryc. 4.8). Spalanie paliwa w silnikach z układem 4-zaworowym jest "bardziej miękkie" niż w silnikach z układem 2-zaworowym, ponieważ bezwładność zaworów jest mniejsza. Pomaga to zmniejszyć poziom hałasu podczas pracy.
Części silnika
Blok cylindrów. W tej największej i najcięższej jednostce znajduje się mechanizm korbowy. Blok cylindrów wykonany jest z żeliwa szarego. Wewnątrz bloku znajdują się kanały do chłodzenia wodą. W dolnej części bloku znajdują się poduszki pod łożyska podporowe wału korbowego. Bloki nowych 5- i 6-cylindrowych silników CDI wykonane są z żeliwa szarego. Ze względu na zwiększone obciążenia mechaniczne (wtrysk bezpośredni) klocki posiadają dodatkowe żebra usztywniające i grubsze ścianki.
Głowica cylindra. Zamyka blok od góry. Wykonane ze stopu lekkiego. W porównaniu do głowicy wykonanej z żeliwa szarego istnieje większe prawdopodobieństwo niewspółosiowości spowodowanej niewystarczającym chłodzeniem, nieprawidłowym montażem lub demontażem gorącego silnika, ale jest ona lżejsza i charakteryzuje się większym przenikaniem ciepła do układu chłodzenia. Głowica cylindrów posiada kanały do chłodzenia, smarowania, układu dolotowego i układu wydechowego. Zawiera także gniazda na świece żarowe, wtryskiwacze, zawory i popychacze. Wałki rozrządu znajdują się na górze głowicy cylindrów. Rury montowane są zewnętrznie na głowicy cylindrów. Po lewej stronie znajdują się różne czujniki, przełączniki i zawory. Gniazda zaworów wykonane są z twardego metalu. Aluminiowa głowica cylindrów do modeli CDI wyróżnia się między innymi obecnością dwóch spiralnych otworów dolotowych. Jeden z nich służy do wirowania, drugi do napełniania. Obydwa kanały odpowiadają symetrycznie zaprojektowanym komorom spalania i służą do wytworzenia silnego zawirowania powietrza przed cylindrami, co pomaga stworzyć optymalną mieszankę paliwa i powietrza doładowującego. Aby zapewnić równomierny rozkład paliwa w komorach spalania, zastosowano nową konstrukcję dysz umieszczonych pośrodku cylindrów.
Cylindry. Cylindry są wbudowane w blok i wraz z komorami spalania głowic cylindrów tworzą objętość cylindrów. Wewnętrzne ścianki cylindrów honowane są metodą tzw. szlifowania siatkowego. Średnice cylindrów są o 0,02 mm większe niż odpowiadające im tłoki. Podczas remontu silnika cylindry można szlifować maksymalnie 3 razy, zapewniając odpowiedni rozmiar naprawy.
Tłoki. Przejmują ciśnienie spalającej się mieszanki i przenoszą siłę na wał korbowy poprzez korbowód. Wykonane z lekkiego metalu. Pierścienie tłokowe znajdują się w górnej jednej trzeciej części tłoka. Dwa górne pierścienie (kompresja) zapobiegają przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej silnika podczas pracy. Niżej (skrobak do oleju) pierścień usuwa olej ze ścian cylindra.
Korbowody. Połącz tłoki z wałem korbowym (ryc. 4.9). Głowica korbowodu z tuleją z brązu połączona jest z tłokiem za pomocą luźnego sworznia. Podstawa korbowodu jest przymocowana do wału korbowego za pomocą pokrywy łożyska oporowego.
Wał korbowy. Zamienia ruch posuwisto-zwrotny tłoków na ruch obrotowy. Aby uniknąć wibracji podczas pracy, kolanka wału posiadają przeciwwagi. Aby zapobiec niekontrolowanym wibracjom lub ugięciom podczas pracy, czopy podporowe wału są osadzone na łożyskach na bloku silnika. Za (w kierunku podróży) na końcu wału korbowego montowany jest pierścień nośny z kołem zębatym, aby wyeliminować bicie osiowe wału. Na przednim końcu wału korbowego zamontowane są koła zębate napędzające wałek rozrządu i pompę olejową, a także koło pasowe paska napędowego osprzętu.
Koło zamachowe dwumasowe. W samochodach z manualną skrzynią biegów montowane jest dwumasowe koło zamachowe (ryc. 4.10). Wygładza drgania skrętne wału korbowego powstałe podczas pracy silnika. Przednia część koła zamachowego jest ściśle przykręcona do wału korbowego 1. Zamontowany jest na nim tłumik drgań skrętnych 3, składający się z układu sprężyn i amortyzatorów. Tylna część koła zamachowego osadzona jest na tłumiku drgań skrętnych i nie posiada sztywnego połączenia z częścią przednią i wałem korbowym.
Wygląd, przekroje i szczegóły silników pokazano na rysunek 4.11, rysunek 4.12, rysunek 4.13, rysunek 4.14.
Zawory. Przez nie wtryskiwana jest palna mieszanina i uwalniane są spaliny.
Wał rozrządczy. Przy czterech zaworach na cylinder oba wałki rozrządu są zamontowane w specjalnej obudowie.
Wałek rozrządu służy do napędzania zaworów w określonej kolejności. Moment zamykania i otwierania ustawia się, instalując wał korbowy w określonej pozycji (ryc. 4.15).
Wałki rozrządu napędzane są łańcuchem z wału korbowego. Oba wałki rozrządu mają ze sobą zazębienie. Koło zębate na wałku rozrządu ma dwa razy więcej zębów niż koło zębate na wale korbowym. W zależności od liczby cylindrów wałki rozrządu mają różną długość. Aby zmniejszyć wagę, wały są puste.
Podstawowe pojęcia dotyczące pracy silnika
Zasada działania czterosuwowa.
Dolot (1. skok): tłok opada do dolnego martwego punktu; zawór wlotowy otwiera się i do cylindra dostarczane jest wymuszone powietrze.
Kompresja (drugi skok): tłok przechodzi od dolnego martwego punktu do górnego martwego punktu; zawór wlotowy zamknięty; pod ciśnieniem tłoka powietrze jest sprężane.
Spalanie (3. suw): temperatura sprężania powoduje zapalenie paliwa, mieszanka paliwowa podczas spalania wypycha tłok do dolnego martwego punktu, a korbowód obraca wał korbowy.
Wydech (4. skok): tłok ponownie podnosi się, zawór wydechowy jest otwarty, a spaliny trafiają do układu wydechowego.
Przemieszczenie cylindra. Objętość cylindra, przy której tłok przechodzi od dolnego martwego punktu do góry, nazywa się przemieszczeniem. Gdy tłok osiągnie górny martwy punkt, w komorze spalania pozostaje jeszcze niewielka przestrzeń. Komorę spalania i objętość roboczą pokazano na rysunek 4.16.
Stopień kompresji. Jest to charakterystyka zależności pomiędzy pojemnością cylindra a objętością komory spalania. Pokazuje, ile razy palna mieszanina jest zagęszczana przed zapłonem.
Uwaga! Naprawa podzespołów i części silników wymaga wysokich kwalifikacji i specjalnych narzędzi. Wszelkie prace należy wykonywać wyłącznie w specjalistycznych warsztatach.