Обща информация за двигателя (Fiesta 4)

Под предния капак автомобилите Fiesta са оборудвани с компактни напречно монтирани четирицилиндрови двигатели с два или четири (Zetec-SE) клапана на цилиндър. От 1996 г. всички бензинови двигатели са с електронно управление (Ford EEC-V) с 3D запалване отблизо и електронно впръскване на гориво (SEFI). Модерният двигател 1.8D Endura-DE е оборудван със система за впръскване на дизелово гориво директно във вихровите камери. Гамата от двигатели на модифицирания Ford Fiesta е на високо техническо ниво. Всички бензинови двигатели са оборудвани с контролиран трипътен каталитичен конвертор, а дизеловият двигател е оборудван с окислителен каталитичен конвертор и система за рециркулация на отработените газове. Всички двигатели отговарят на предписаните стандарти за емисии на отработени газове в съответствие с 96 EEC.

Нов четирицилиндров двигател Zetec-SE, монтиран в автомобили Fiesta от 1996 г

Ориз. 4.1. Двигателни отделения с двигатели Zetec-SE 1,25 и 1,4 l (отгоре) и Endura-E 1,3 l (отдолу): 1 – резервоар за хидравлично управление; 2 – резервоар за шайба; 3 – разширителен резервоар на охладителната система; 4 – табела с технически данни на автомобила; 5 – индикатор за нивото на маслото в двигателя; 6 – маслоналивна гърловина; 7 – резервоар за спирачна течност; 8 – батерия; 9 – въздушен филтър



Безспорно е, че двигателите Zetec-SE DOHC с работен обем от 1,25 л (55 kW / 75 к.с.) и съответно 1,4 л (66 kW / 90 к.с.) са техническото съвършенство на серията Fiesta от 1996 г. насам. В двигателния отсек двигателите са наклонени на 12° назад. Между другото, това са първите напречно монтирани двигатели на Ford, в които елементите на системата за впръскване са разположени от предната страна на главата на цилиндъра. Това решение значително подобрява достъпа до всички елементи на инжекционната система по време на ремонт и поддръжка. Ъгълът на наклона е от голямо значение, тъй като когато главата на цилиндъра се "завърти", изпускателната система вече не е в потока охлаждащ въздух, а е "скрита" зад двигателя. Този наклон осигурява достатъчно пространство между двигателя и предната преграда, за да се намали преносът на топлина към двигателя от изпускателния колектор и каталитичния конвертор. Двигателните отделения с двигатели Zetec-SE 1,25 и 1,4 L и Endura-E 1,3 L са показани на фиг. 4.1.

Техническо сътрудничество с Yamaha Corporation

Ориз. 4.2. Разрез на двигателя Zetec-SE: 1 – клапанен механизъм; 2 – бутало; 3 – маслена преграда; 4 – тръба за прием на масло; 5 – виброгасител; 6 – водна помпа; 7 – запалителна свещ



И двата двигателя Zetec-SE, с работен обем от 1,1 до 1,7 литра, са предшественици на цяла серия двигатели, разработени от Ford в сътрудничество с Yamaha. Компактните четирицилиндрови двигатели разполагат с четири клапана на цилиндър и електронно управление, както и използването на блока за управление на двигателя от ново поколение на Ford (EEC-V). Това позволи да се реализира прецизен контрол на въздушно-горивната смес и запалването, както и да се подобри диагностиката и контрола на оборотите на празен ход. На практика тези решения са довели до намаляване на емисиите на вредни вещества от отработените газове и по-равномерен процес на горене при всякакво натоварване. Друга иновация на двигателите Zetec е много високото съотношение на пълнене на цилиндрите и произтичащата висока плътност на мощността от 44,3 kW/l. Това става още по-важно, когато се вземе предвид ефективното средно налягане, което е мярка за ефективност под формата на специфичен въртящ момент. Средното налягане на всички двигатели Zetec-SE е много по-високо от другите двигатели на Ford в този клас. Разрез и изглед отпред на двигателя Zetec-SE е показан на фиг. 4.2 и 4.3.



Ориз. 4.3. Изглед отпред на двигателя Zetec-SE: 1 – изпускателен разпределителен вал; 2 – всмукателен разпределителен вал; 3 – входен канал; 4 – тръба за прием на масло; 5 – колянов вал; 6 – изпускателен канал; 7 – хидравличен обтегач на зъбен ремък; 8 – шайба на изпускателния разпределителен вал; 9 – шайба на всмукателния разпределителен вал

Цилиндров блок и цилиндрова глава

Цилиндровият блок и главата на цилиндъра, както и корпусите на повечето допълнителни компоненти и възли са изработени от специална алуминиева сплав. Капакът на клапана е изработен от магнезий, а смукателната тръба е от пластмаса. Двигателите имат два горноразпределителни вала (DOHC) и са оборудвани с многоклапанен механизъм - четири клапана на цилиндър. Редица конструктивни решения направиха двигателя по-безшумен, намалиха вибрациите и емисиите на вредни вещества от изгорелите газове и сведоха до минимум времето за поддръжка. Благодарение на хидравличната компенсация на хлабините на клапаните, хлабините на клапаните се проверяват в сервиз само на всеки 150 000 км на автомобила. Хлабината на клапаните при студен двигател е 0,17–0,23 mm за всмукателни клапани и 0,27–0,33 mm за изпускателни клапани. Смяната на запалителните свещи се извършва на всеки 45 000 км, смяната на двигателното масло и масления филтър - след 15 000 км пробег на автомобила.

Мощност на двигателя 1.25i Zetec-SE 1,25 литра (55 kW/75 к.с.), същата като конвенционалния 1,4-литров двигател

Новият 1,25-литров двигател с шестнадесет клапана произвежда същата мощност като конвенционалния 1,4-литров двигател. В същото време в концепцията му най-малко внимание се обръща на такива абсолютни данни като динамика и разход на гориво. С изключително гладка крива на въртящия момент, двигателят не изисква непрекъснато най-високите обороти на коляновия вал, но се чувства страхотно още при 2000 об/мин⁻¹ (фиг. 4.4). Двигателят 1.25i достига своя максимален въртящ момент от 110 Nm още при 4000 об/мин⁻¹. Максимална мощност от 55 kW / 75 к.с. развива се при 5200 min⁻¹. Това е напълно достатъчно, за да се чувствате свободни в нормален трафик (ускорение от 0 до 100 км/ч за 12,7 секунди) и на магистрала, за да ускорите Fiesta до 170 км/ч. Разходът на гориво е в скромни граници - двигателят 1.25i консумира само 6,4 литра бензин на 100 км.





Ориз. 4.4. Схема на мощността на двигателя Zetec 1.25 l, 55 kW (75 к.с.)

Комбинация от двигател Zetec-SE и автоматична скоростна кутия CTX

Ford комбинира двигателя Zetec с безстепенна автоматична скоростна кутия CTX. И въпреки че тази комбинация губи динамиката на двигателя 1.25i с автоматична скоростна кутия, Fiesta все още има високи динамични характеристики. Ускорява от нула до 100 км/ч за 15,6 секунди, а максималната скорост на Fiesta CTX достига 160 км/ч. Всичко това се случва при високо ниво на комфорт без превключване и с относително нисък разход на гориво - 6,7 литра бензин на 100 км.

Двигател Zetec-SE 1.4i (66 kW / 90 к.с.)

С разход на бензин от 6,9 литра на 100 км, двигателят Zetec-SE 1.4i може да се конкурира с повечето конвенционални 1,6-литрови двигатели. Той също така се нарежда начело по отношение на мощността: 66 kW / 90 к.с. при скорост на коляновия вал от 5600 об./мин⁻¹ - това е висока цифра за всеки темпераментен шофьор на Fiesta. Двигателят 1.4i ускорява колата от нула до 100 км/ч за 10,8 секунди, а максималната скорост на колата достига 180 км/ч. Най-мощният двигател Zetec-SE на Fiesta с работен обем от 1,4 литра осигурява достатъчна тяга още при 2000 об/мин ⁻¹. Двигателят 1.4i достига своя максимален въртящ момент от 125 Nm при 4500 об/мин⁻¹.

Двигатели Endura-E (37 kW / 50 к.с., 44 kW / 60 к.с.) от 1996 г. - стандартно оборудване за превозни средства

Като алтернатива на двата двигателя Zetec-SE, Ford предлага Fiesta с два други бензинови двигателя. Двигателите са с обем 1,3 литра и са с вътрешно обозначение Endura-E. Базовата версия е с мощност 37 kW/50 к.с. при 4500 min⁻¹ (фиг. 4.5). По-мощният двигател на Endura-E duo е с мощност 44 kW/60 к.с. при 5000 минути⁻¹. Двигателите Endura-E са силно модифицирани версии на двигателя OHV-HCS, който работи безупречно във Fiesta в продължение на много години. Но в сравнение с многократно доказания "оригинал", Ford значително подобри двигателите Endura-E по отношение на плавността и емисиите на отработени газове.



Ориз. 4.5. Диаграма на мощността на двигателя Endura-E, 44 kW (60 к.с.)

Смукателна тръба от пластмаса

За да подобри ефективно ефективността, Ford разработи нови цилиндрови глави с вихрови отвори и компактни горивни камери за двигателите Endura-E. От смукателната страна са монтирани смукателни тръби от пластмаса с гладки вътрешни повърхности и по-добра топлоизолация. Това напълно елиминира симптома на трептене на превозното средство при работа с бедна смес въздух-гориво, което беше често срещано при по-старите OHV-HCS двигатели. В този случай въздушно-горивната смес преминава през пластмасовата тръба без образуване на конденз, а поведението на двигателя при топъл старт също се подобрява поради намалените топлинни загуби.

Последователно впръскване на гориво - стандартно за двигателите Endura-E

Допълнителни нови характеристики на всички двигатели Endura-E включват последователно впръскване на гориво, най-съвременен блок за управление на двигателя EEC-V, каталитичен преобразувател в близост до двигателя, маслен картер от лят алуминий и нова опора на двигателя.

Като цяло, всички промени в двигателите Endura-E са довели до значително подобрена производителност на двигателя и забележимо намаляване на нивата на шум вътре в превозното средство.



Ориз. 4.6. Двигателно отделение с двигател Endura-DE 1.8: 1 – Резервоар за сервоуправление; 2 – резервоар за шайба; 3 – разширителен резервоар на охладителната система; 4 – маслоналивна гърловина; 5 – индикатор за нивото на маслото в двигателя; 6 – табела с технически данни на автомобила; 7 – резервоар за спирачна течност; 8 – батерия; 9 – въздушен филтър

1.8 l OHC дизелов двигател (44 kW / 60 к.с.) с електронен блок EEC-V и окислителен каталитичен конвертор - стандартно оборудване от 1996 г

Новият двигател Endura-DE е по-нататъшно развитие на 1,8-литровия дизелов двигател (44 kW / 60 к.с. при 4800 минути ⁻¹).





Ориз. 4.7. Диаграма на мощността на двигателя Endura-DE, 44 kW (60 к.с.)

Той се отличава от всички двигатели на Fiesta с изключително ниския си разход на гориво. Основните му модификации на части съответстват на обема на бензиновите двигатели. Специфичните промени в двигателя Endura-DE - който е разработен въз основа на най-новите разпоредби за емисиите на ЕС - са ограничени до нови инжекционни елементи, различно калибриран и контролиран EEC-V блок, инжекционна разпределителна помпа и окислителен каталитичен конвертор в близост до двигателя, чиято работа във Fiesta се управлява от електронен блок. От 1996 г. стартирането на студен двигател е подобрено чрез подгревни свещи (EZD 35), които също ограничават времето за предварително нагряване до 4 s при външни температури до -15°C. Диаграмата на мощността на двигателя Endura-DE е показана на фиг. 4.7.

Технически решения за намаляване на шума от дизеловия двигател на Fiesta

Модифицирана опора на двигателя, отделен въздушен филтър, нова изпускателна система и допълнителни решения за намаляване на шума правят дизеловия двигател на Fiesta по-тих от своите предшественици. 1753-кубиковият двигател Endura-DE осигурява адекватна мощност от най-висок клас и сцепление от среден клас. Кривата на въртящия момент на дизеловия двигател с вихрова камера е изключително плоска - това се изразява в добро сцепление на практика. Двигателят Endura-DE достига своя връх от 105 Nm въртящ момент при 2500 об/мин и почти 70% от него постоянно присъстват над общата крива на мощността. Дизеловият двигател ускорява колата от нула до 100 км/ч за 17,6 секунди, а при скорост от 155 км/ч регулаторът на горивната помпа ограничава максималната скорост. При типично шофиране с дизелов двигател - доколкото е възможно при ниски обороти на двигателя - максималният разход на дизелово гориво е 5,7 литра.

Избор на оптимален вариант за ремонт на двигателя - в сервиз или самостоятелно

Въпреки надеждния дизайн, двигателите Fiesta изискват ремонт и настройка. Тези работи трябва да се извършват в автосервиз. Квалифицираните майстори имат необходимите специализирани знания и опит и обикновено разполагат с правилните инструменти за извършване на повечето ремонтни работи.

Например, неправилно сменен ангренажен ремък може да доведе до сериозни повреди на буталата и клапаните. Квалифицираният ремонт за подмяна на уплътнението на главата на цилиндъра и клапаните ще ви спести най-малкото от отстраняване на повреда на лагерите на двигателя. Ако не сте напълно уверени, че можете сами да ремонтирате двигателя, в интерес на собствения си портфейл, забравете да го правите сами. Остават ви редица задачи по проверка и поддръжка, които можете да извършите сами.

Модели двигатели за Фиеста

Моделите двигатели за Fiesta са показани в табл. 4.1.



ТЕХНИЧЕСКИ РЕЧНИК

Елементи на двигателя

Цилиндров блок.



Ориз. 4.8. Цилиндров блок на двигателя Zetec-SE на Fiesta: 1 – цилиндров блок; 2 – черупки на основния лагер; 3 – колянов вал с осем противотежести и пет основни шийки; 4 – джъмпер с капаци за основните лагери

Съдържа колянов механизъм и елементи от системата за смазване на двигателя. Допълнителни възли и компоненти, като генератор, стартер и система за запалване, са монтирани по периферията на цилиндровия блок. Цилиндровите блокове и на двата двигателя Zetec са направени от лека алуминиево-силиконова сплав, докато сив чугун се използва при производството на двигатели Endura. Здравите ляти странични стени и мост с основни лагерни капачки правят блока особено устойчив на усукване (Фигура 4.8).

Цилиндрова глава.

При съвременните двигатели цилиндровата глава е направена от лека метална сплав и е монтирана отгоре на цилиндровия блок. Главата има смукателни и изпускателни канали, канали за охлаждане и смазване, легла на клапани, лагери на клапанния механизъм и отвори с резба за запалителни свещи или горивни инжектори и горивната камера. Уплътнението на главата на цилиндъра е разположено между цилиндровия блок и главата, предпазва двете части от навлизане на масло, охлаждаща течност и въздух отвън и отвътре.

Цилиндри.

Те движат буталата между долна мъртва точка "UT" и горна мъртва точка "OT". Диаметрите на работните повърхности на цилиндрите точно съответстват на диаметрите на буталата, като повърхностите им са допълнително шлифовани. Цилиндрите се охлаждат чрез охлаждащи канали или, при мокри работни втулки, директно с охлаждаща течност.

Бутала.

Те се движат в цилиндрите и предават налягането на продуктите от горенето през свързващите пръти към коляновия вал. Изработени са от особено лека и топлоустойчива сплав. Техните основни елементи са челото на буталото, жлебове с бутални пръстени, отвор в главината за буталния болт и полата на буталото. Буталния щифт свързва буталото с мотовилката. Горните компресионни бутални пръстени уплътняват горивната камера от коляновия механизъм. Долният пръстен за контрол на маслото отстранява излишното масло от стената на цилиндъра в масления картер.

Свързващи пръти.

Те свързват буталата с коляновия вал и се състоят от отвор в горната глава, в който се натиска буталния щифт, мотовилка, долна глава на мотовилка и капак на долната глава, който покрива шийката на коляновия вал.

Колянов вал.

Заедно с мотовилките той осигурява превръщането на възвратно-постъпателното движение на буталото във въртеливо с цел получаване на въртящ момент. Коляновият вал се състои от основни шийки, които се въртят в основните лагери на цилиндровия блок, и две противотежести за всеки цилиндър, които са свързани с биелни шийки. Коляновите валове на двигателя Fiesta имат пет основни лагера и четири биелни лагера, изместени под ъгъл от 90°. Всички лагери са оборудвани със сменяеми втулки, които се сменят в случай на износване.

Клапани.



Ориз. 4.9. Клапанен механизъм на OHC/DOHC двигатели на автомобили Fiesta, задвижвани от зъбен ремък: 1 – изпускателен разпределителен вал; 2 – всмукателен разпределителен вал; 3 – входящ клапан; 4 – входен канал; 5 – сферична горивна камера; 6 – изпускателен канал; 7 – изпускателен клапан

Те контролират промяната на ходовете в четиритактовите двигатели (всмукване, компресия, горене, изгорели газове). Двигателите Endura имат клапани, разположени в редица в главата на цилиндъра, докато двигателите Zetec имат клапани, разположени странично (радиално разположение). Движещите се части в главата на цилиндъра образуват клапанния механизъм.

Разпределителни валове.

Вентилите се отварят и затварят в зависимост от оборотите на двигателя и положението на буталата на точно зададени интервали.



ТЕХНИЧЕСКИ РЕЧНИК

Принцип на работа на четиритактов двигател:

Приемане (1-ви удар).

Буталото се движи от горна мъртва точка "OT" до долна мъртва точка "UT". Всмукателният клапан се отваря и сместа въздух-гориво се засмуква в цилиндъра.

Компресия (2-ри такт).

Буталото се движи от долната мъртва точка "UT" до горната мъртва точка "OT" и компресира засмуканата свежа въздушно-горивна смес. Входните и изходните клапани са затворени.

Силов удар (3-ти удар).

Преди буталото да достигне горната мъртва точка, сместа от сгъстен въздух и гориво се запалва от искра, образувана между електродите на запалителната свещ. Сместа изгаря много бързо и поради рязкото повишаване на налягането в горивната камера буталото започва да се движи надолу към долната мъртва точка "UT". Докато буталото се движи по време на силовия ход, то предава енергия на коляновия вал и я преобразува във въртеливо движение.

Освобождаване (4-ти такт).

Инерционната маса на маховика отново придвижва буталото от долна мъртва точка "UT" към горна мъртва точка "OT". Тъй като изпускателният клапан вече е отворен, отработените газове излизат в изпускателната система. Заедно четирите такта образуват промените в газовата смес в четиритактов двигател. Дизеловият двигател работи на същия принцип. По време на такта на всмукване той засмуква само чист въздух, компресира го в по-голяма степен, така че в края на такта на сгъстяване впръсканото в цилиндъра дизелово гориво се самозапалва от горещия въздух без допълнителна искра (запалителна искра). Останалата промяна на газовата смес е напълно идентична с бензиновия двигател.

Обем на цилиндъра.

Това е разстоянието, което буталата изминават от долната мъртва точка "UT" до горната мъртва точка "OT", умножено по площта на буталото. Горивната камера не влияе върху работния обем на цилиндъра. Обемът на цилиндъра и горивната камера образуват обема на цилиндъра.

Съотношение на компресия.

Размерите на горивната камера не влияят пряко върху степента на компресия. Коефициентът на сгъстяване означава какъв трябва да бъде обемът на пресния въздух при 100% пълнене (напълно отворен дросел) в горивната камера. Двигателите Endura имат степен на компресия 9,5:1, докато двигателите Endura-DE имат степен на компресия 21,5:1. Двигателят Zetec 1.25i работи със съотношение на компресия 10:1, докато двигателят Zetec 1.4i работи при 10.3:1.

Завъртане на коляновия вал на двигателя

За извършване на определени операции коляновият вал на двигателя трябва да се завърти и да се постави в определена позиция. При четиритактов двигател буталото преминава през горната мъртва точка два пъти по време на четири силови хода: първият път, когато сместа въздух-гориво навлезе в цилиндрите, се запалва и вторият път след изпускането на отработените газове с последващото поемане на сместа начало. Обикновено по време на различни работи по регулиране е необходимо буталото на първия цилиндър да се настрои в горната мъртва точка на такта на компресия.



Ориз. 4.10. Изместването на цилиндъра е разстоянието (2), което буталата изминават от горната мъртва точка (1) до долната мъртва точка (3), умножено по площта на буталото. В обема между буталото, разположено в горна мъртва точка "OT" (1) и вдлъбнатината на главата на цилиндъра (5) има горивна камера (4)

Положението на буталото в горната мъртва точка "ОТ" първия цилиндър е показано от дясната страна на фиг. 4.10. Когато буталото на първия цилиндър (вдясно по посока на движението) е точно в горната мъртва точка, клапаните на четвъртия цилиндър се затварят (изпускателният клапан се затваря, всмукателният започва да се отваря). Клапаните на първия цилиндър са напълно затворени. При повечето двигатели с разпределител на запалването позицията на буталото в горната мъртва точка "ОТ" буталото на първия цилиндър се определя въз основа на позицията на ротора на разпределителя на запалването и знака на маховика, който трябва да бъде подравнен с фиксиран показалец.



ПОСЛЕДОВАТЕЛНОСТ НА РАБОТА

1. Повдигнете предното колело, сякаш го сменяте, и включете 5-та предавка. Когато повдигнатото колело се завърти напред, коляновият вал на двигателя също ще се върти. Ще бъде по-лесно да завъртите коляновия вал, ако първо премахнете свещите. Ако не можете да повдигнете и закрепите автомобила, включете 5-та предавка и внимателно бутнете автомобила напред, докато буталото на първия цилиндър достигне горната мъртва точка "OT".

2. Без помощ можете да завъртите коляновия вал с помощта на гнездо, монтирано на болта на шайбата на коляновия вал. Коляновият вал се върти по-добре, ако натиснете зъбния ремък. При този метод винаги се уверявайте, че коляновият вал се върти само по посока на часовниковата стрелка.



Ориз. 4.11. Място за завинтване на фиксиращия щифт (специален инструмент 21-210) за монтиране на коляновия вал на двигателя в горната мъртва точка на буталото на първия цилиндър

Горната мъртва точка "ОТ" на коляновия вал може да се определи само със специален инструмент. В автосервизите на Ford за тази цел щифтът за подравняване "OT" се завинтва отстрани на цилиндровия блок (специален инструмент 21-210) (фиг. 4.11). Коляновият вал се завърта, докато противотежестта на коляновия вал се притисне здраво към щифта.



Ориз. 4.12. С помощта на шаблон (специален инструмент 21-162 за Zetec, 21-162-A за Zetec-SE), за да настроите разпределителните валове в горната мъртва точка на буталото на първия цилиндър

Само специален инструмент ще осигури пълна увереност в правилната инсталация на буталото на първия цилиндър в горната мъртва точка. Техниците на Ford монтират разпределителните валове в горната мъртва точка "OT" с помощта на шаблон (специален инструмент 21-162 Zetec, 21-162-A Zetec-SE) (фиг. 4.12).

3. Двигатели Zetec/Endura-DE. Ако напрежението на зъбния ремък е отслабено, при никакви обстоятелства не трябва да завъртате коляновия вал - в този случай коланът може неусетно да прескочи зъба, времето на клапана ще бъде нарушено и в резултат на това ще има сериозна повреда на двигателя възникват в резултат на удряне на главите на буталата в клапаните, които не са напълно затворени.



ПРАКТИЧЕСКИ СЪВЕТ

Проверка на запалителните свещи

Системата за запалване е проектирана да запали сместа въздух-гориво във всеки цилиндър в точно определен момент от време. При бензиновите двигатели това се постига чрез електрическа искра (електрически разряд), създадена между електродите на запалителната свещ. Преди това запалителните свещи бяха много чувствителни части; Съвременните материали, безоловните горива и преди всичко използването на високоенергийни електронни системи за запалване коренно промениха ситуацията. Въпреки че запалителните свещи все още са чувствителни към влага, например при измиване на двигателя, експлоатационният им живот е увеличен до 40 000 км. Ford препоръчва смяна на запалителните свещи след 45 000 км. Затова постоянно следете състоянието на запалителните свещи, проверявайте състоянието им на всеки 20 000 км. По външния вид на запалителната свещ специалист може да определи състоянието на двигателя. При двигателите Endura междуелектродната междина в запалителната свещ трябва да бъде 1,0 mm, и в двете версии на Zetec - 1,3 mm.