Мал. 4.5. Моторний відсік із дизельним двигуном 300 D: 1 – охолоджуваний бокс із пластмаси для електронних регуляторів та релейних блоків; 2 – решітка повітрозабірника вентиляції салону; 3 – корпус клапанів регулювання тиску; 4 – кришка відділення форсунок та свічок запалювання; 5 – привід склоочисника; 6 – масляний фільтр; 7 – впускний колектор; 8 – бачок для гальмівної рідини з основним гальмівним циліндром та підсилювачем гальм; 9 – блок запобіжників та реле; 10 – розширювальний бачок; 11 – повітряний фільтр; 12 – перепускний клапан випускної системи; 13 - масловимірювальний щуп; 14 - кришка маслоналивної горловини; 15 – бензиновий фільтр; 16 – запасна ємність гідравлічної олії для сервоуправління; 17 – бачок омивача (спереду – для фар, ззаду – для склоочисника); 18 – гальмівний блок
Поряд із 5-циліндровими турбодвигунами Mercedes пропонує 6-циліндровий дизельний двигун з об'ємом циліндрів 3 л (ОМ 606) (рис. 4.5). Технічно ОМ 606 майже повністю відповідає моделям ОМ 604 та ОМ 605 з меншим числом циліндрів (2,5 л, 5 цил.). Він оснащений головкою блоку циліндрів з форкамерою та чотирма клапанами на циліндр, електронним керуванням, рядним ТНВД, двомасовим маховиком (у моделей з механічною коробкою передач). Колінчастий вал 6-циліндрового двигуна встановлений на семи опорних підшипниках. Винятковою особливістю ОМ 606 є регульований по довжині впускний колектор у формі ступеня резонансного всмоктуючого патрубка з заслінками.
Мал. 4.6. Моторний відсік із дизельним двигуном 320 CDI: 1 – розширювальний бачок; 2 – повітряний фільтр; 3 - канал подачі повітря турбокомпресора; 4 – охолоджуваний бокс для електронних регуляторів та релейних блоків; 5 – кришка маслоналивної горловини; 6 – решітка повітрозабірника вентиляції салону; 7 – кришка двигуна; 8 – кришка впускного колектора; 9 – бачок для гальмівної рідини з основним гальмівним циліндром та підсилювачем гальм; 10 - масловимірювальний щуп; 11 – звуковий сигнал; 12 – захисні грати радіатора; 13 – шланг радіатора; 14 – кришка бензинового фільтра; 15 – бачок омивача (спереду – для фар, ззаду – для склоочисника вітрового скла); 16 – блок керування гальмівною системою; 17 – запасна ємність гідравлічного масла із серворегулятором; 18 – блок запобіжників та реле
З серпня 1999 р. на автомобілі Mercedes почали встановлювати двигун 320 CDI (рис. 4.6) із системою Common Rail, який замінив Е 300 D.
Всі двигуни CDI виконуються за модульною системою, вони мають однакову відстань між циліндрами (97 мм) та однакові діаметри та робочий хід (88 х 88,34 мм). При цьому двигуни CDI отримали нову головку циліндрів із чотирма клапанами, центральнорозташованими форсунками та алюмінієвою конструкцією.
Мал. 4.7. Розподіл палива у камері згоряння
Мал. 4.8. Багатоклапанна система
Мал. 4.9. Поршень із шатуном: 1 – поршень з трьома поршневими кільцями; 2 – шатун; 3 – кришка опорного підшипника
Мал. 4.10. Двомасовий маховик: 1 – колінчастий вал; 2 – передня частина маховика; 3 – гасник крутильних коливань; 4 – задня частина маховика
Мал. 4.11. Поздовжній розріз 4-циліндрового дизельного двигуна з форкамерним упорскуванням (ОМ 604): 1 - вентилятор з вискомуфтою; 2 – масляний щуп; 3 – ланцюг приводу розподільних валів; 4 – маслоналивна горловина; 5 – впускний колектор; 6 - патрубок від корпусу керуючого клапана; 7 – масляний фільтр; 8 – стартер; 9 – двомасовий маховик; 10 – шатун із поршнем; 11 - колінчастий вал; 12 - приймальна лійка масляного насоса; 13 – масляний насос; 14 - ланцюг приводу масляного насоса
Мал. 4.12. Поперечний розріз 4-циліндрового дизельного двигуна з форкамерним упорскуванням (ОМ 604): 1 – приймальна магістраль впускної системи; 2 – впускний колектор; 3 – свічки розжарювання; 4 – шестерня приводу ТНВД; 5 – шатунні вали колінчастого валу; 6 – шестерня приводу масляного насоса; 7 – датчик рівня олії; 8 – термостат системи охолодження; 9 – випускний патрубок; 10 - канал рециркуляції відпрацьованих газів;11 – клапан рециркуляції відпрацьованих газів; 12 - корпус керуючого клапана
Мал. 4.13. П'ятициліндровий дизельний двигун CDI (ОМ 612)
Мал. 4.14. Шестициліндровий дизельний двигун CDI (ОМ 613)
Мал. 4.15. Спільна робота розподільчого валу та клапанів: 1 – кришка головки циліндрів; 2 – кожух головки циліндрів; 3 – розподільний вал випускних клапанів; 4 – штовхачі з гідравлічним регулюванням зазору; 5 – форсунка упорскування; 6 – випускний клапан; 7 – форкамера з впускним каналом до камери згоряння; 8 – впускний канал; 9 – форсунка; 10 – розподільний вал впускних клапанів
Мал. 4.16. Положення поршня: 1 – верхня мертва точка; 2 – робочий хід; 3 – нижня мертва точка; 4 – камера згоряння; 5 – головка блоку циліндрів
Багатоклапанна система
Чотириклапанна головка циліндра. Потужність мотора залежить не тільки від об'єму циліндрів і числа оборотів, а й від швидкості надходження паливоповітряної суміші в камеру згоряння та швидкості випуску газів, що відпрацювали. Тому порівняно з 2-клапанною системою 4-клапанна сприяє більш інтенсивному наповненню камери згоряння (рис. 4.7). Крім того, чотири клапани меншого діаметра мають набагато більшу площу відкриття, ніж два — більший діаметр (рис. 4.8). Згоряння палива в двигунах з 4-клапанною системою відбувається "м'якше", ніж у двигунах з 2-клапанною, оскільки менша інерція клапанів. Це сприяє зниженню рівня шуму під час роботи.
Деталі двигуна
Блок циліндрів. У цьому найбільшому і тяжкому вузлі розташовується кривошипно-шатунний механізм. Блок циліндрів виготовлений із сірого чавуну. Усередині блоку є канали для водяного охолодження. Знизу блоку - подушки для опорних підшипників колінчастого валу. Блоки для нових 5- та 6-циліндрових двигунів CDI виконуються із сірого чавуну. Через збільшені механічні навантаження (пряме упорскування) блоки мають додаткові ребра жорсткості та товстіші стінки.
Головка блоку циліндрів. Закриває блок зверху. Виготовлена із легкого сплаву. У порівнянні з головкою з сірого чавуну тут вища ймовірність перекосу через недостатнє охолодження, неправильний монтаж або демонтаж неохолілого двигуна, але вона легша за вагою і в неї вище тепловіддача в систему охолодження. У головці блоку є канали для охолодження, мастила, впускної системи та випускної системи. Також у ній змонтовані посадкові місця для свічок розжарювання, форсунок, клапанів та штовхачів. Розподільні вали розташовуються зверху головки циліндрів. Патрубки монтуються на головці циліндрів. Зліва розташовані різні датчики, перемикачі та клапани. Сідла клапанів виготовляються із твердого металу. Головка циліндрів з алюмінію для двигунів моделей CDI відрізняється, крім іншого, наявністю двох спіральних впускних каналів. Один із них служить для завихрення, інший для наповнення. Обидва канали відповідають симетрично виконаним камерам згоряння і служать для сильного завихрення повітря перед циліндрами, що допомагає створити оптимальну суміш палива з повітрям, що нагнітається. Для рівномірного розподілу палива всередині камер згоряння служать форсунки нової конструкції, розташовані в середині циліндрів.
Циліндри. Циліндри вбудовані в блок і разом із камерами згоряння головки циліндрів утворюють об'єм циліндрів. Внутрішні стінки циліндрів хонінгуються так званим методом сітчастого шліфування. Діаметри циліндрів виконуються на 0,02 мм більше, ніж відповідні поршні. При капітальному ремонті двигуна можна шліфувати циліндри додатково до 3 разів, забезпечуючи відповідний ремонтний розмір.
Поршні. Вони приймають він тиск згоряючої суміші і через шатун передають зусилля на колінчастий вал. Виготовляються із легкого металу. У верхній третині поршня розташовані поршневі кільця. Два верхні кільця (компресійні) перешкоджають проникненню газів під час роботи в картер двигуна. Нижнє (маслознімне) кільце знімає олію зі стінок циліндра.
Шатуни. З'єднують поршні з колінчастим валом (рис. 4.9). Головка шатуна з бронзовим вкладишем з'єднується за допомогою вільного пальця з поршнем. Основа шатуна закріплюється за допомогою кришки опорного підшипника на колінчастому валу.
Колінчастий вал. Перетворює зворотно-поступальний рух поршнів у обертальний. Щоб уникнути вібрації під час роботи коліна валу мають противаги. Для запобігання неконтрольованим коливанням або прогину при роботі опорні шийки валу кріпляться підшипниками на блоці двигуна. Ззаду (за напрямом руху) на торці колінчастого валу встановлено опорне кільце із зубчастим вінцем для усунення осьового биття валу. На передньому кінці колінчастого валу змонтовано шестерні для приводу розподільного валу та масляного насоса, а також шків для ременя приводу допоміжних агрегатів.
Двомасовий маховик. У автомобілях з механічною коробкою передач встановлено двомасовий маховик (рис. 4.10). Він згладжує крутильні коливання колінчастого валу, що виникають під час роботи двигуна. Передня частина маховика щільно прикручена болтами до колінчастого валу 1. На ній встановлений гаситель крутильних коливань 3, що складається із системи пружин та демпферів. Задня частина маховика укріплена на гаснику крутильних коливань і не має жорсткого з'єднання з передньою частиною та колінчастим валом.
Зовнішній вигляд, розрізи та деталі двигунів показані на рис. 4.11 рис. 4.12 рис. 4.13 рис. 4.14.
Клапани. Через них здійснюється упорскування паливної суміші та випуск відпрацьованих газів.
Розподільний вал. При чотирьох клапанах на циліндр обидва розподільні вали встановлені в спеціальному корпусі.
Розподільний вал служить для приводу клапанів у визначеному порядку. Момент закриття та відкриття задається встановленням колінчастого валу у певне положення (рис. 4.15).
Привід розподільних валів здійснюється ланцюгом від колінчастого валу. Обидва розподільні вали мають шестерне зачеплення один з одним. Шестерня на розподільчому валу має вдвічі більше зубців, ніж шестерня на колінчастому валу. Відповідно до числа циліндрів розподільні вали мають різну довжину. Для економії ваги вали порожнисті.
Основні поняття про роботу двигунів
Чотирьохтактний принцип роботи.
Впуск (1-й такт): поршень йде вниз до нижньої мертвої точки; відкривається впускний клапан, повітря, що нагнітається, подається в циліндр.
Стиснення (2-й такт): поршень йде від нижньої мертвої точки до верхньої; впускний клапан закритий; під тиском поршня повітря стискається.
Згоряння (3-й такт): від температури стиснення паливо спалахує, паливна суміш при згорянні штовхає поршень до нижньої мертвої точки, і шатун провертає колінчастий вал.
Випуск (4-й такт): поршень йде знову нагору, випускний клапан відкритий, і гази, що відпрацювали, йдуть в систему випуску.
Робочий об'єм циліндра. Об'єм циліндра, при якому поршень проходить від нижньої мертвої точки до верхньої, називається робочим об'ємом. Після досягнення поршнем верхньої мертвої точки залишається ще невеликий простір камери згоряння. Камера згоряння та робочий об'єм показано на рис. 4.16.
Ступінь стиску. Це характеристика співвідношення між робочим об'ємом циліндра та об'ємом камери згоряння. Вона показує, скільки разів ущільнюється горюча суміш перед займанням.
Увага! Ремонт вузлів та деталей на двигунах потребує високої кваліфікації та спеціального інструменту. Усі роботи необхідно проводити виключно на спеціалізованих СТОА.