Rysunek. 5,48. Silnik 2,2 litra Duratorq-TDCi: 1 – pasek rozrządu; 2 – kolektor rozdzielczy układu wtrysku paliwa; 3 – elektronicznie sterowany tłumik rury dolotowej; 4 – pompa próżniowa; 5 – pompa paliwa; 6 – sterowany elektrycznie układ recyrkulacji spalin (EGR); 7 – Chłodnica układu EGR; 8 – siłownik elektryczny do regulacji łopatek kierujących turbosprężarki; 9 – turbosprężarka z regulowanym aparatem dyszowym; 10 – przedłużenie miski olejowej; 11 – filtr paliwa; 12 – blok filtra oleju/chłodnicy oleju; 13 – amortyzator wału korbowego.
Silnik Duratorq-TDCi o pojemności 2,2 litra (ryc. 5.48) to czterocylindrowy, rzędowy, turbodoładowany silnik wysokoprężny, dwa wałki rozrządu, 16 zaworów, blok wałków wyrównoważających zapewniający optymalną płynność i recyrkulację spalin (EGR).
Blok cylindrów wykonany jest z żeliwa, z odlewanymi tulejami cylindrowymi i ma podwójne ścianki, co zapewnia dużą wytrzymałość. Dodatkowo stworzono dodatkowy płaszcz powietrzny, który znacząco poprawia izolację akustyczną. Lusterka cylindryczne są wkręcane bezpośrednio w blok cylindrów. Aby zamocować uszczelkę głowicy, w bloku cylindrów wykonuje się dwa otwory na tuleje prowadzące.
Rysunek. 5,49. Głowica silnika 2,2 litra Duratorq-TDCi: 1 – wtryskiwacz paliwa; 2 – górna część głowicy cylindrów; 3 – wałek rozrządu wydechu; 4 – popychacz rolkowy; 5 – element ustalający sprężyny zaworu; 6 – płytka sprężyny zaworu górnego; 7 – sprężyny zaworowe; 8 – dolna płytka sprężyny zaworowej; 9 – dolna część głowicy cylindrów; 10 – uszczelka; 11 – zawory wydechowe; 12 – zawory dolotowe; 13 – świeca żarowa; 14 – śruby mocujące głowicę cylindrów (10 szt.); 15 – wałek rozrządu zaworów dolotowych; 16 – uszczelka olejowa wałka rozrządu wydechu.
Głowica cylindra (ryc. 5.49) jest kompozytowa, aluminiowa i składa się z dwóch części. Dolna część głowicy cylindrów jest przymocowana do bloku cylindrów za pomocą dziesięciu śrub. Śruby nie mogą być ponownie użyte, ponieważ po dokręceniu ulegają zaprogramowanemu odkształceniu.
Wielowarstwowa stalowa uszczelka głowicy cylindrów produkowana jest w czterech grubościach w zależności od występu tłoka.
UWAGA: Górna i dolna część głowicy cylindrów są do siebie dopasowane w granicach swoich tolerancji. Niedozwolona jest ich osobna wymiana.
Pokrywa głowicy cylindrów ze zintegrowanym zaworem odpowietrzającym skrzynię korbową. Uszczelnienie pomiędzy pokrywą głowicy a górną częścią głowicy cylindrów wykonane jest w postaci uszczelki płaskiej.
Wałki rozrządu wykonane są z żeliwa. Tylny koniec wałka rozrządu zaworów dolotowych napędza pompę próżniową, a tylny koniec wałka rozrządu zaworów wylotowych napędza pompę paliwa. Uszczelnieniem jest gumowy O-ring.
Wałek rozrządu wydechu napędzany jest paskiem rozrządu z wału korbowego, a wał dolotowy napędzany jest łańcuchem z wałka rozrządu wydechu. Naciąg łańcucha realizowany jest za pomocą napinacza hydraulicznego.
Górne części łożysk wałka rozrządu wykonane są w górnej części głowicy cylindrów. Wałki rozrządu obracają się bezpośrednio w aluminiowych łożyskach.
W górnej pokrywie obudowy mechanizmu rozrządu znajduje się otwór do zamontowania specjalnego narzędzia do mocowania koła pasowego wałka rozrządu zaworów wydechowych podczas sprawdzania prawidłowego ustawienia rozrządu.
Hydrauliczny napinacz łańcucha rozrządu jest przymocowany do górnej części głowicy cylindrów, pomiędzy kołami zębatymi wałków rozrządu.
Ciśnienie oleju przekazywane jest do hydraulicznego napinacza łańcucha napędowego poprzez kanał w głowicy cylindrów. Sprężyna dociskowa w hydraulicznym napinaczu łańcucha rozrządu zapewnia wymagane napięcie wstępne łańcucha.
UWAGA: Aby zmniejszyć napięcie wstępne łańcucha podczas prac konserwacyjnych, na napinaczu łańcucha znajduje się sworzeń blokujący.
UWAGA: Po zamontowaniu górnej głowicy cylindrów należy upewnić się, że hydrauliczny napinacz łańcucha jest w pozycji luźnej.
Rysunek. 5,50. Mocowanie i odkręcanie hydraulicznego napinacza łańcucha rozrządu: A – napinacz łańcucha jest zamocowany; B – napinacz łańcucha jest luźny; 1 – sworzeń blokujący; 2 – górna prowadnica łańcucha; 3 – dolna prowadnica łańcucha.
Aby zamocować hydrauliczny napinacz łańcucha, należy podnieść sworzeń 1 (Rys. 5.50), a następnie obrócić go o 90°.
Aby wstępnie napiąć hydrauliczny napinacz łańcucha, należy ponownie obrócić sworzeń serwisowy o 90°.
Wał korbowy ma pięć głównych podpór łożyskowych. Numer odpowiedniego cylindra jest wybity na każdej pokrywie łożyska głównego w celu identyfikacji.
Ruch osiowy wału korbowego jest ograniczony przez cztery półkoliste podkładki oporowe, które znajdują się po obu stronach środkowego łożyska głównego. Podkładki oporowe mają rowki smarowe skierowane w stronę łożyska głównego.
Każda obudowa łożyska głównego i pokrywa są wyposażone w górną i dolną panewkę. Łożyska górne posiadają otwór i pierścieniowy rowek do doprowadzania oleju pod ciśnieniem z łożyska głównego przez otwory wału korbowego do łożysk korbowodu.
Aby uzyskać optymalny luz łożyska głównego wału korbowego, dostępnych jest pięć opcji grubości dolnych panewek łożyska głównego.
Koło zębate napędu wałka wyważającego jest wciskane na gorąco na trzeci czop wału korbowego.
Korbowody wykonane są ze stali kutej.
Górna główka korbowodu zwęża się po obu stronach, tworząc stożek. Stożkowy kształt poprawia rozkład sił pomiędzy tłokiem a korbowodem podczas suwu spalania. W górnej głowicy korbowodu zamontowana jest tuleja z brązu, w której wykonany jest wewnętrzny rowek doprowadzający olej do sworznia tłokowego. Dolna główka korbowodu jest kompozytowa. Pokrywa mocowana jest do korbowodu za pomocą dwóch śrub.
Tłok wykonany jest ze stopu aluminium i posiada trzy pierścienie tłokowe. W rowku górnego pierścienia tłokowego tłoka montowana jest stalowa wkładka w celu wzmocnienia.
UWAGA: Pierścienie tłokowe należy montować tak, aby zamki znajdowały się pod kątem 120° (z dopuszczalnym odchyleniem 15-20°) względem siebie na całym obwodzie tłoka.
Dwa górne pierścienie dociskowe mają wytłoczony napis "Top", co ułatwia montaż.
Powierzchnia robocza tłoka jest grafitowana, aby zmniejszyć tarcie o powierzchnię cylindra.
Aby ochłodzić tłoki, w dolnej części tulei cylindrowych zamontowane są dysze chłodzące tłoki. Dysze te równomiernie rozpylają olej silnikowy pod denkiem tłoka. Kanały olejowe znajdują się w dnie tłoka. Rozpylony olej wnika w te kanały olejowe, zapewniając wymagane chłodzenie tłoka.
Wały wyrównoważające zespołu wyważającego wały przeciwdziałają siłom bezwładności (spowodowanym przeciwstawnym ruchem par tłoków) działającym na wał korbowy.
UWAGA: Zespołu wałka wyrównoważającego nie wolno demontować w celu konserwacji.
Blok wałka wyrównoważającego znajduje się pod wałem korbowym. Zespół bloku jest przymocowany ośmioma śrubami do dolnej części bloku cylindrów. Pompa oleju znajduje się na spodniej stronie obudowy wałka wyrównoważającego. Za pomocą podkładek ustawić wymagany odstęp w uzębieniu pomiędzy kołem napędzanym wałka wyrównoważającego a kołem napędowym na wale korbowym.
Koło zębate napędowe wałka wyważającego na wale korbowym obraca wałek wyrównoważający napęd w kierunku przeciwnym do obrotu wału korbowego. Napędzany wałek wyważający obraca się od wałka wyrównoważającego napęd w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotu wału korbowego. Liczba zębów koła napędowego wałka wyrównoważającego na wale korbowym jest dwukrotnie większa niż na współpracujących zębatkach obu wałków wyrównoważających. Dlatego przełożenie skrzyni biegów wynosi 1:2.
Obrotowa pompa oleju jest przymocowana do bloku wałka wyrównoważającego czterema śrubami. Kolejna śruba znajdująca się w filtrze oleju mocuje pompę oleju do rurki prowadzącej wskaźnika poziomu oleju silnikowego.
Pompa napędzana jest z wału korbowego za pomocą łańcucha.
Pompa olejowa wytwarza maksymalne dopuszczalne ciśnienie oleju wynoszące około 6,5 bara i maksymalny przepływ 50 l/min.
Zawór nadmiarowy w króćcu wylotowym pompy olejowej chroni elementy pompy olejowej i układu smarowania przed nadmiernym ciśnieniem w układzie. Zawór nadmiarowy ciśnienia otwiera się przy ciśnieniu 8 barów. Nadmiar oleju spływa z powrotem do miski olejowej.
Zespół filtra oleju/chłodnicy oleju znajduje się pod rurą ssącą, na poziomie trzeciego cylindra. W obudowie filtra zamontowany jest wymienny papierowy element filtrujący. Płyn z układu chłodzenia doprowadzany jest do chłodnicy oleju z bloku cylindrów. Z chłodnicy przepływ płynu chłodzącego kierowany jest do termostatu.
Rura dolotowa została zaprojektowana w taki sposób, aby wymuszone powietrze było równomiernie rozprowadzane we wszystkich ośmiu kanałach dolotowych.
Dodatkowo do rury dolotowej doprowadzane są gazy ze skrzyni korbowej z układu wentylacji skrzyni korbowej silnika oraz spaliny z układu EGR (recyrkulacji spalin).
Otwory dolotowe w głowicy cylindrów są uszczelnione: – w przypadku czterech dolnych otworów wirowych – za pomocą O-ringu; – dla czterech górnych kanałów, tworząc maksymalne wypełnienie, – za pomocą gumowej uszczelki.
Rura dolotowa jest przymocowana do głowicy cylindrów za pomocą siedmiu śrub.
Kolektor wydechowy jest przymocowany do głowicy cylindrów za pomocą dziewięciu nakrętek samozabezpieczających.
Dodatkowo na każdym trzpieniu montażowym kolektora wydechowego montowana jest tulejka dystansowa. Tuleje dystansowe kompensują zmiany szczeliny pomiędzy kolektorem wydechowym a głowicą cylindrów, gdy kolektor wydechowy jest nagrzany lub chłodzony.
Kolektor wydechowy posiada kołnierz łączący do montażu turbosprężarki i zaworu recyrkulacji spalin (EGR).
Nad kolektorem wydechowym zamontowana jest osłona termiczna. Chroni wrażliwe na ciepło części w obszarze kolektora wydechowego.
Dodatkowo osłona termiczna zapobiega poparzeniom skóry w wyniku przypadkowego kontaktu z gorącym kolektorem wydechowym.
Zmiana geometrii łopatki kierującej turbosprężarki odbywa się za pomocą siłownika elektrycznego.
Wał turbosprężarki jest smarowany przez przewód zasilający i odpowiednio chłodzony olejem silnikowym.
Podczas pracy prędkość obrotowa wału turbosprężarki może osiągnąć 200 000 min⁻¹.
Dzięki systemowi EGR (recyrkulacji spalin) część spalin kierowana jest ponownie do strumienia świeżego powietrza wpływającego do cylindrów silnika. Udział zawracanych gazów spalinowych zależy w dużym stopniu od prędkości obrotowej i obciążenia silnika. Recyrkulacja spalin jest szczególnie skuteczna w dolnym zakresie obciążenia częściowego. W sprzyjających warunkach stopa zwrotu może przekroczyć 60%. Zawór EGR składa się z silnika prądu stałego i czujnika położenia.
Obwód układu chłodzenia silnika obejmuje chłodnicę z recyrkulacją spalin (EGR). Chłodzenie układu EGR zmniejsza emisję tlenków azotu.
(Oryginalne źródło tego artykułu znajduje się pod adresem: fordbook)