Блок цилиндра для порше (2 видео)

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, преобразующий химическую энергию в механическую энергию движения.

Для создания кинетической энергии за счет сжигания топлива требуется комплексное взаимодействие многих механических компонентов.

Содержание

Рядный двигатель
Оппозитный двигатель
V-образный двигатель
Двигатель VR
W-образный двигатель
Устройство
Четырехкратный принцип
Технические характеристики двигателя
Мощность
Крутящий момент
Наполнение цилиндров
Фазы газораспределения
Наддув
Бензиновый и дизельный двигатели
Охлаждение
Охлаждение продольным | поперечным потоком
Open Deck | Closed Deck
Смазка
Система смазки
Адаптивный масляный насос
📸 Видео

Рядный двигатель

Цилиндры в рядном двигателе расположены друг за другом, то есть в ряд. Это наиболее часто используемая в автомобилях конфигурация двигателя.

простая конструкция
экономичное производство
высокая плавность хода

занимает больше места
высоко расположенный центр тяжести

Оппозитный двигатель

Цилиндры в оппозитном двигателе расположены друг на против друга и слегка смещены относительно друг друга.

особо плоская и короткая конструкция
сниженный центр тяжести
высокая плавность хода

сложная конструкция с большим числом компонентов

V-образный двигатель

Цилиндры в V-образном двигателе сгруппированы в два ряда, расположенных под углом 60°-90° друг к другу. Однако угол может составлять также 180°. Различие между V-образным двигателем с расположением цилиндров под углом 180° и оппозитным двигателем заключается в том, что в оппозитном двигателе каждый шатун расположен на отдельной шанунной шейке коленчатого вала. В V-образном двигателе с расположением цилиндров по углом 180° одну шатунную шейку делят два шатуна соответственно.

меньшая конструктивная длина
высокая плавность хода
сниженный центр тяжести

Двигатель VR

Цилиндры в двигателе VR расположены в блоке цилиндров с небольшим углом развала |приблизительно 15°|. Это позволяет уменьшить расстояние между шатунными шейками коленчатого вала по сравнению с рядным двигателем, не прибегая к использованию двух блоков и головок цилиндров.

комбинация узкой формы рядного двигателя с короткой конструкцией V-образного двигателя

неравномерная длина тактов впуска и выпуска

W-образный двигатель

В классическом W-образном двигателе три ряда расположены в форме буквы «W». Углы между цилиндрами составляют менее 90°.

Особой формой W-образного двигателя является V-образный двигатель VR: при этом типе двигателя четыре ряда цилиндров расположены в два ряда. Расположение цилиндров в ряду совпадает с расположением цилиндров в двигателе VR, а оба ряда цилиндров расположены друг к другу как в V-образном двигателе.

меньшая конструктивная длина

Видео:5 блоков Порше Кайен в цеху +79283781177.гильзовка V-образных блоков цилиндровСкачать

Устройство

Нажмите оранжевую точку для подробной информации

Видео:Гении маркетинга или мифы о гильзовке.Скачать

Четырехкратный принцип

Четырехкратным двигателям на один рабочий цикл требуется два оборота коленчатого вала.

К четырем тактам рабочего цикла бензинового двигателя относятся:

Впуск топливовоздушной смеси (DFI: впуск воздуха)
Сжатие топливовоздушной смеси (DFI: сжатие воздуха, впрыск топлива лишь незадолго до зажигания)
Рабочий ход, то есть воспламенение и сгорание топливовоздушной смеси, а также последующее расширение горячих газов
Впуск сгоревших газов

Видео:Перегильзовываем Каен после "Асгард Авто". Часть вторая ГИЛЬЗОВКА.Скачать

Технические характеристики двигателя

К наиболее часто упоминаемым параметрам, связанным с двигателем, относятся мощность и крутящий момент двигателя. Решающее влияние на них оказывает рабочий объем, степень сжатия и среднее значение компрессии.

Мощность

Мощность (Р) — это физическая работа, совершаемая за определенный промежуток времени. Формула для расчета мощности выглядит следующим образом:
Р = (F · s) : t (сила · путь : время) или P = F · (сила · скорость).

Применительно к двигателям внутреннего сгорания формула выглядит следующим образом:
P = (M · n) : 9550 (крутящий момент · частота вращения : постоянная).
Следовательно, высокая мощность требует высокой частоты вращения для крутящего момента.

Чем выше вырабатываемая мощность, тем быстрее автомобиль сможет разогнаться с места до 10 км/ч. Кроме того, более высокая мощность обеспечивает более высокую конечную скорость.

Частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность, называется номинальной частотой вращения.

Единицей измерения мощности является киловатт [кВт]; в формулах обозначается символом «Р» — «power»(англ.: «мощность»).

Читайте также: Футорка в блок цилиндров ваз

Крутящий момент

Крутящий момент (М) является произведением действующей на поршень силы (F) и длины плеча рычага (r). Плечо рычага соответствует ходу коленчатого
вала. Формула выглядит следующим образом:
М = F · r.

Высокий крутящий момент обеспечивает уверенный разгон с выходом из нижнего диапазона частоты вращения. Поэтом он особенно проявляется при быстром
трогания с места, а также резком рывке. Характеристика разгона автомобиля на фиксированной передаче называется эластичностью.

В атмосферных двигателях крутящий момент достигает своего максимального значения в диапазоне средних частот вращения, а в двигателях с наддувом — в диапазоне от низких до средних частот вращения. В идеале это значение остается на высоком уровне в относительно широком диапазоне частот вращения (плоская кривая крутящего момента).

Единицей измерения крутящего момента является ньютон-метр [Нм]; в формулах обозначается символом «М» — «moment of force» (англ.: «момент силы»).

Хорошим примером влияния высокого крутящего момента или высокой мощности являются автомобили Panamera с бензиновым двигателем V6 и
Panamera с дизельным двигателем V6.

Мощность автомобиля Panamera с бензиновым двигателем составляет 220 кВт (300 л.с.), крутящий момент — 400 Нм;
Дизельный вариант развивает мощность до 184 кВт (250 л.с.) и создает крутящий момент максимум 550 Нм.

Благодаря высокому крутящему моменту дизельный автомобиль Panamera завершает разгон с места до 100 км/ч практически за то же время, что и значительно мощный бензиновый вариант (от 6,3 секунды с PDK до 6,8 секунды с Tiptronic S). Зато максимальная скорость автомобиля с высокооборотистым бензиновым двигателем немного выше (259 км/ч; дизельный вариант: 242 км/ч).

Видео:Гильзовка блока (Porsche Cayenne)Скачать

Наполнение цилиндров

Фазы газораспределения

Дальнейшее увеличение мощности и крутящего момента двигателя возможно за счет улучшения наполнения цилиндров. Относительно простым методов оптимизации наполнения является воздействия на фазы газораспределения формой кулачком.

Серийный распределительный вал с «заостренными» кулачками является компромиссом мощности и плавности хода. Мощность может быть существенно увеличена за счет боле крутого угла формы кулачков. Ведь «закругленные» и «заостренные» кулачки влияют на увеличение продолжительности нахождения
клапанов в открытом состоянии. Это позволяет топливовоздушной смеси (у двигателей DFI и дизельных двигателей) дольше поступать в камеру сгорания цилиндра.

В повседневном использовании преобладают недостатки «крутого» распределительного вала по отношению к «заостренному»:

требуется увеличенная частота вращения холостого хода.
Максимальный крутящий момент двигателя достигается только при высоких частотах вращения.
Двигатель работает не ровно и расходует больше топлива.

По этой причине распределительные валы с крутыми профилями используются преимущественно в автомобилях для автоспорта.

Для положительного воздействия на фазы газораспределения без отрицательного побочного влияния распределительного вала с крутыми профилями
управление впускными клапанами в автомобилях Porsche выполняет регулируемый механизм клапанного газораспределения VarioCam или VarioCam Plus

VarioCam Plus — это система регулирования впускных распределительных валов и переключения высоты подъема впускных клапанов. Наряду с отличной плавностью работы, низким расходом топлива и незначительным выбросом вредных веществ она также обеспечивает высокие показатели мощности и крутящего момента.

При низкой или частичной нагрузке (например при движении по городу) двигатель работает экономично с коротким моментом открытия и малым ходом клапанов. Чтобы достигнуть более высокого коэффициента наполнения цилиндров при запросе высокого момента, система переключается на долгое время открытия и/или большой ход клапанов.

Изменение фаз газораспределения осуществляется плавно с помощью установленного с торцевой стороны распределительного вала регулятора фаз
газораспределения. Он работает по принципу пластин и управляется электрогидравлическим регулировочным клапаном.
Система регулирования хода клапанов состоит из тарельчатых толкателей, управляемых переключающим электрогидравлическим клапаном. Они состоят из
двух расположенных один в другом толкателей, которые фиксируются штифтом. При этом на впускные клапаны воздействует либо большой кулачок через наружный толкатель, либо малый кулачок — через внутренний толкатель.

Читайте также: Порядок работы цилиндров хонда одиссей

Наддув

Боле эффективным видом оптимизации наполнения является сжатие впускаемого воздуха с помощью турбонагнетателя.

Компрессия воздуха ведет к тому, что в одинаковом объеме воздуха содержится больше молекул кислорода, чем в атмосферном двигателе, и за одинаковое время может сгореть больший объем топлива. Следствие — среднее давление и крутящий момент двигателя значительно повышаются, и, следовательно, увеличивается мощность.

Турбонагнетатель — это раковинообразный компонент, интегрированный в выпускной тракт двигателя и состоящий из двух корпусных деталей.

В оппозитном двигателе V6 модели 91 Turbo турбонагнетатель представляет собой самостоятельный компонент. а в турбонагнетателях V8 автомобилей Cayenne и Panamera используются цельные модули, состоящие из выпускного коплектора и турбонагнетателя.

Турбонагнетатели работают практически без потерь, так как им не требуется приводная мощность коленчатого вала.

Нагнетатель Рутса

В автомобилях Porsche с гибридным приводом используются двигатели с наддувом, называемыми также винтовыми компрессорами.

Нагнетатели Рутса устанавливаются между V-образно расположенными рядами цилиндров. В их корпусе располагаются два ротора, вращающиеся без соприкосновения друг с другом.

Привод роторов осуществляется двигателем с помощью клинового ремня. Поэтому механический нагнетатель работает во всем диапазоне частот вращения.
Таким образом уже при небольшом превышении частоты вращения холостого хода доступно высокое давление наддува и тем самым высокий крутящий момент.

Охлаждение наддувочного воздуха

Охлаждение наддувочного воздуха служит для того, чтобы охлаждать наддувочный воздух, сжатый в турбонагнетателе, перед его поступлением в камеры сгорания. Причина заключается в следующем:

при сжатии воздух нагревается. При этом содержащиеся в нем молекулы расширяются. Поэтому при одинаковом объеме воздуха в теплом воздухе
содержится меньше молекул кислорода, чем в холодном. Таким образом, эффект, достигнутый турбонагнетателем, а именно улучшенная подача воздуха
двигателю, снова снижается. Поэтому наддувочный воздух сначала проходит через интеркулер, и лишь после этого подается к камерам сгорания.

Интеркулер — это специальный теплообменник, в котором воздух проходит через многочисленные ребра охлаждения. При этом воздух отдает накопленное тепло ребрам охлаждения и за счет этого остывает.

Видео:ЗАДИРОВ в цилиндрах НЕ БУДЕТ если делать так...Скачать

Бензиновый и дизельный двигатели

В бензиновом двигателе во время такта впуска топливовоздушная смесь или воздух (в DFI) подается в камеру сгорания цилиндра с помощью двигающихся вниз поршней и сжимается в 7-12 раз первоначального объема цилиндра во время такта сжатия. При этом газ нагревается до 500°С. В двигателях DFI топливо впрыскивается лишь непосредственно перед моментом зажигания.

Во время рабочего хода происходит воспламенение топливовоздушной смеси от искры, созданной свечей зажигания. Последующее расширение газов, разогретых до 2 500°С, снова возвращает поршень в нижнюю мертвую точку (НМТ).

Такт впуска:
- При впуске создается вакуум, так как смесь или воздух должны попасть в систему впуска, преодолевая аэродинамические сопротивления.
Такт сжатия:
- Смесь сжимается, а давление возрастает. Незадолго до окончания такта сжатия происходит воспламенение (бензиновый двигатель) или впрыск
  (дизельный двигатель).
Рабочий ход:
- Сжатие сильно повышает давление и воздействует на опускающиеся поршни. За счет этого увеличивается камера сгорания, а давление снова понижается.

Видео:Ремонт двигателя Porsche Panamera. Обработка плоскостей и расточка цилиндровСкачать

Охлаждение

Менее половины энергии, накопленной в топливе, при сгорании в двигателе преобразуется в механическую энергии. в двигателе. Преобладающая ее доля
утрачивается в виде тепла.

Почти треть теплоты сгорания поглощается компонентами (например, цилиндрами, головкой цилиндра, поршнями и клапанами), а также моторным маслом.
Сюда же относится тепловая энергия, образующаяся в результате трения подвижных деталей. Для предотвращения перегрева и тем самым повреждения компонентов двигателю требуется эффективная система охлаждения.

Все современные автомобили Porsche имеют жидкостное охлаждение. При этом через блок цилиндров и головку блока цилиндров проходят охлаждающие каналы, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, поглощающая тепло. затем по шлангам и трубопроводам контура циркуляции охлаждающая жидкость попадает к радиатору, через поверхность которого отдает тепла в атмосферу. После этого остывшая охлаждающая жидкость течет обратно к двигателю.

Читайте также: Главный тормозной цилиндр опель вектра а 1991г в без абс

Наряду с защитой компонентов охлаждение также способствует лучшему наполнению цилиндров. В результате этого повышается мощность, а также снижается расход топлива.

Охлаждение продольным | поперечным потоком

Различают две концепции охлаждения жидкости:

При охлаждении продольным потоком (рис. сверху) цилиндры последовательно охлаждаются продольно направленным потоком охлаждающей жидкости. Это сопровождается различным охлаждением цилиндров, так как по пути к последующим цилиндрам охлаждающая жидкость все больше нагревается. Различное охлаждение приводит к различию в наполнении цилиндров, а, следовательно. к улучшению плавности хода двигателя.
При охлаждении поперечным потоком (рис. снизу) каждый цилиндр омывается охлаждающей жидкостью, проходящей по отдельному каналу циркуляции ОЖ. За счет этого достигается равномерный температурный уровень, а тем самым равномерное наполнение всех цилиндров. Это обеспечивает равномерный ход двигателя.

Open Deck | Closed Deck

В зависимости от конструкции картера различают Open Deck и Closed Deck.

В конструкции Open Deck (рис. сверху) цилиндры открыты. Рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, открыта в верхней части. Она закрытаголовкой блока цилиндров с помощью специального уплотнения.
В конструкции Closed Deck (рис. снизу) цилиндры интегрированы в блок цилиндров и таким образом соединены между собой. Рубашка охлаждения закрыта в верхней части таким образом, что при виде сверху просматривается только блок цилиндров, а также отверстия для моторного масла и канала циркуляции охлаждающей жидкости.

Блоки цилиндров всех современных моделей Porsche изготавливаются в конструкции Closed Deck. Это обеспечивает повышенную жесткость.

Видео:Вот так надо гильзовать двигатели с алюминиевым блоком.Скачать

Смазка

Система смазки

Система смазки двигателя служит для снабжения компонентов двигателя во всех рабочих состояниях достаточным количеством смазки. При этом необходимо постоянно обеспечивать определенное давление масла.

Наряду с предотвращением износа в результате трения к задачам системы смазки двигателя относятся:

Удаление продуктов истирания.
Охлаждение компонентов двигателя.
Запуск процессов управления (например, регулирования впускного распределительного вала в системе
VarioCam | VarioCam Plus).

Наиболее часто используемой формой системы смазки двигателя является так называемая циркуляционная система смазки. В этой системе насос всасывает масло из масляного поддона и подает его по трубопроводам и отверстиям к местам смазки двигателя.

В двигателях спортивный автомобилей Porsche используется интегрированная система смазки с сухим картером. В этой системе масло всасывается дополнительными маслооткачивающими насосами в различных местах двигателя и подается назад в интегрированный масляный бак.

Адаптивный масляный насос

Адаптивный масляный насос с электронным регулирование интегрирован в масляный поддон и приводится в действие цепью от коленчатого вала. Он регулирует давления масла, необходимое для любой частоты давления и нагрузки двигателя (положение педали акселератора).

Управление насосом осуществляется системой управления двигателем. При этом в зависимости от частоты вращения двигателя, давление и температуры масла осевое перемещение шестерни изменяет рабочий объем насоса и, как следствие, варьируется давление масла.

Регулирование в зависимости от потребности

В блоке управления двигателя сохранено заданное давление для различный режимов работы двигателя. В качестве входных данных в частности
используется температура, частота вращения и нагрузка двигателя.

Соответствующее заданное давления непрерывно сравнивается с фактическим давлением, определенным датчиком. При отключении фактического давления
от заданного блок управления двигателя запускает электромагнитный клапан. Тот в свою очередь инициирует осевое перемещение шестерни, за счет чего
изменяется геометрический рабочий объем насоса.

При сниженной потребности двигателя в масле обе шестерни насосов лишь частично накладываются друг на друга по ширине. За счет этого снижается объем подачи насоса и одновременно создается меньше трения.
Следствие: КПД масляного насоса увеличивается и, как следствие, снижается расход топлива.
При повышенной потребности двигателя в масле обе шестерни полностью накладываются друг на друга по ширине, и создается максимальное давление масла.