Особенности конструкции двигателей F18D
На часть автомобилей Chevrolet Cruze устанавливают поперечно расположенный четырехтактный четырехцилиндровый 16-клапанный двигатель мод. F18D (DOHC, 141 л.с.) рабочим объемом 1,8 л. Двигатель оборудован системой изменения фаз газораспределения для впускных клапанов (CVVT).
Двигатель с верхним расположением двух пятиопорных распределительных валов имеет по четыре клапана на каждый цилиндр. Распределительный вал выпускных клапанов приводится во вращение армированным зубчатым ремнем 2 (рис. 5.21). Натяжение ремня обеспечивается натяжным роликом 12.
Двигатель имеет поворотные звездочки распределительных валов 4 и 9. Непрерывная регулировка шкивов распределительного вала осуществляется за счет давления моторного масла. Два электромагнитных клапана 33 (рис. 5.22) регулируют давление масла в регулируемых шкивах распределительного вала в соответствии с командами от блока управления двигателем. Клапанный привод оснащен поршневыми толкателями 29. Клапанный зазор регулируется установкой толкателей клапанов соответствующего размера. В двигателе используются конические клапанные пружины 26. Благодаря конической форме противодавление клапанных пружин увеличивается при сжатии их толкателем клапана, что позволяет клапану после прохождения нижней мертвой точки кулачка распределительного вала немедленно закрыться снова под действием инерции обычных пружин.
Головка блока цилиндров изготовлена из алюминиевою сплава по поперечной схеме продувки цилиндров (впускные и выпускные каналы расположены на противоположных сторонах головки). В головки запрессованы седла и направляющие втулки клапанов. Впускные 23 и выпускные 22 клапаны имеют по одной пружине 26, зафиксированной через тарелки 25 и 27.
Распределительные валы 32 установлены в постели подшипников, выполненные в теле головки, и закреплены крышками. Кулачки распределительных валов через регулировочные шайбы воздействуют на толкатели 29, которые перемещают клапаны. Плоскость разъема головки и блока цилиндров уплотнена (1рокладкой 19 из двух отформованных из тонколистового металла и сваренных между собой точечной сваркой пластин.
Блок цилиндров 7 (рис. 5.23) представляет собой единую отливку образующую цилиндры, рубашку охлаждения, верхнюю часть картера и пять опор коленчатого вала, выполненные в виде перегородок картера. Блок изготовлен из специального высокопрочного чугуна с цилиндрами, расточенными непосредственно в теле блока. Крышки 19 коренных подшипников, обработанные в сборе с блоком, невзаимозаменяемы. Причем крышки 1-го и 2-го, а также 4-го и 5-го коренных подшипников выполнены в виде парных блоков, крышки которых объединены перемычками. Эти перемычки играют роль дополнительных усилителей, служащих для повышения жесткости блока цилиндров. На блоке цилиндров выполнены специальные приливы, фланцы и отверстия для крепления деталей, узлов и агрегатов, а также каналы главной масляной магистрали. Снизу блок цилиндров закрыт отлитым из алюминиевого сплава масляным картером. Плоскость разъема блока цилиндров и масляного картера уплотнена герметиком, какая-либо съемная прокладка отсутствует.
Положение коленчатого вала и число оборотов считываются с магнитного кольца задающего диска датчика частоты вращения коленчатого вала (рис. 5.24). Задающий диск конструктивно объединен с сальником 14 (см. рис. 5.22) коленчатого вала.
Коленчатый вал, изготовленный из стали, вращается в коренных подшипниках с тонкостенными стальными вкладышами 17 (см. рис. 5.23) с антифрикционным слоем.
Маховик 12, отлитый из чугуна, установлен на заднем конце коленчатого вала и закреплен шестью болтами. На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. На автомобили с автоматической коробкой передач вместо маховика устанавливают ведущий диск гидротрансформатора.
Поршни 5 (рис. 5.25) изготовлены из алюминиевого сплава. На цилиндрической поверхности головки поршня выполнены кольцевые канавки для колец: двух компрессионных 2 и 3, а также маслосъемного 4.
Поршневые пальцы 1 установлены в бобышках поошней с зазором и запрессованы с натягом в верхние головки шатунов 6, которые своими нижними головками соединены с шатунными шейками коленчатого вала через тонкостенные вкладыши 8 и 9, конструкция которых аналогична конструкции коренных подшипников.
Шатуны стальные, кованые, со стержнем двутаврового сечения.
Система смазки комбинированная: наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — или направленным разбрызгиванием, или разбрызгиванием масла, вытекающего из зазоров между сопрягаемыми деталями. Давление в системе смазки создается шестеренчатым масляным насосом 5 (рис. 5.26), установленным снаружи в передней части блока цилиндров и приводимым в действие от переднего конца коленчатого вала. Насос выполнен с внутренним трохоидальным зацеплением шестерен.
Насос всасывает масло из масляного картера двигателя через маслоприемник 4 с сетчатым фильтром, а затем через полнопоточный масляный фильтр с фильтрующим элементом из пористой бумаги подает его в главную масляную магистраль, расположенную в теле блока цилиндров. От главной магистрали отходят каналы подвода масла к коренным подшипникам коленчатого вала. К шатунным подшипникам масло подается через каналы, выполненные в теле коленчатого вала. От главной масляной магистрали отходит вертикальный канал подвода масла к подшипникам распределительных валов. Помимо этого от главной масляной магистрали двигателя масло подается под давлением в систему изменения фаз газораспределения и к регуляторам положения распределительного вала. Для смазки подшипников распределительных валов масло из вертикального канала поступает в центральные осевые каналы распределительных валов через радиальное отверстие в шейке одного из подшипников и распределяется по ним к остальным подшипникам.
Кулачки распределительных валов смазываются маслом, поступающим из центральных осевых каналов через радиальные отверстия в кулачках. Кроме того, в блоке цилиндров установлены форсунки для смазки поршней. Излишнее масло сливается из головки блока в масляный картер через вертикальные дренажные каналы.
Система вентиляции картера закрытого типа не сообщается непосредственно с атмосферой, поэтому одновременно с отсосом газов в картере образуется разрежение при всех режимах работы двигателя, что повышает надежность различных уплотнений двигателя и уменьшает выброс токсичных веществ в атмосферу.
Система состоит из двух ветвей: большой и малой.
При работе двигателя на холостом ходу и на режимах малых нагрузок, когда разрежение во впускной трубе велико, картерные газы через клапан системы вентиляции картера двигателя, установленный в крышке головки блока цилиндров, по малой ветви системы всасываются впускной трубой. Клапан открывается в зависимости от разрежения во впускной трубе и таким образом регулирует поток картерных газов.
На режимах полных нагрузок, когда дроссельная заслонка открыта на большой угол, разрежение во впускной трубе снижается, а в воздухоподводящем рукаве возрастает. В этом случае картерные газы через шланг большой ветви, подсоединенный к штуцеру на крышке головки блока, в основном поступают в воздухоподводящий рукав, а затем через дроссельный узел во впускную трубу и цилиндры двигателя.
Система охлаждения герметичная, с расширительным бачком 4 (рис. 5.27), состоит из рубашки охлаждения, выполненной в литье и окружающей цилиндры в блоке, камеры сгорания и газовые каналы в головке блока цилиндров. Принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости обеспечивает центробежный водяной насос 6 с приводом от коленчатого вала поликлиновым ремнем, одновременно приводящим и генератор. Для поддержания нормальной рабочей температуры жидкости в системе охлаждения установлен термостат 11, перекрывающий большой круг системы при непрогретом двигателе и низкой температуре охлаждающей жидкости.
Система питания состоит из электрического топливного насоса, установленного в топливном баке, дроссельного узла, фильтра тонкой очистки топлива, установленного в модуле топливного насоса, регулятора давления топлива, форсунок и топливопроводов, а также включает в себя воздушный фильтр.
На двигателе установлен пластмассовый двухступенчатый модуль впуска (рис. 5.28). В зависимости от режима работы двигателя воздух направляется в пластмассовом модуле впуска через один из двух трактатов впуска, которые отличаются длиной. Трактаты впуска переключаются барабаном, встроенным в пластмассовый модуль впуска. Использование барабана переключения для давления впускными каналами позволяет уменьшить сопротивление потока в пластмассовом модуле впуска при высокой частоте вращения двигателя.
Дроссельный патрубок установлен сбоку на пластмассовом модуле впуска, что позволяет оптимально расположить индивидуальные участки впускной трубы и сократить потери потока воздуха от воздушного фильтра до впускных клапанов. При этом поперечное сечение трубы сохраняется постоянным по всей длине тракта впуска. Дроссельный патрубок уплотнен резиновым кольцом 14.
Система зажигания микропроцессорная, состоит из катушки зажигания, высоковольтных проводов и свечей зажигания. Катушкой зажигания управляет электронный блок системы управления двигателем. Система зажигания при эксплуатации не требует обслуживания и регулировки.
Силовой агрегат (двигатель с коробкой передач, сцеплением и главной передачей) установлен на четырех опорах с эластичными резиновыми элементами: двух верхних боковых (правой и левой), воспринимающих основную массу силового агрегата, а также задней и передней нижних, компенсирующих крутящий момент от трансмиссии и нагрузки, возникающие при трогании автомобиля с места, разгоне и торможении.
Отличительной особенностью двигателя F18D является наличие у него контролируемой электроникой системы изменения фаз газораспределения на обоих распределительных валах (DCVCP). Эта система позволяет установить оптимальные фазы газораспределения для каждого момента работы двигателя, чем, в свою очередь, достигается повышенная мощность, лучшая топливная экономичность и меньшая токсичность отработавших газов.
На передней крышке 9 (рис. 5.22) подшипников распределительных валов установлены электрогидравлические клапаны 33, непрерывно регулирующие распределительные валы. Регулировка распределительною вала обеспечивает дополнительное средство для управления двигателем в случае изменения нагрузки. На холостом ходу уменьшается частота вращения двигателя и оптимизируются рабочие характеристики установкой минимального перекрытия клапанов. В режиме частичных нагрузок для обеспечения низкого расхода топлива и минимальных выбросов изменяются положение и продолжительность времени перекрытия клапанов. В режиме полной нагрузки увеличение максимального крутящего момента и мощности достигаются путем оптимизации установки момента закрытия впускных клапанов. Положение распределительного вала впускных клапанов изменяется в пределах 60° угла поворота коленчатого вала.
Когда распределительный вал впускных клапанов «опаздывает», содержание остаточных газов в цилиндре уменьшается, так как перекрытие впускных и выпускных клапанов также уменьшается. Это означает, что цилиндр наполняется преимущественно свежей смесью.
Двигатели Chevrolet Cruze
Модель Шевроле Круз, пришла на смену Chevrolet Lacetti и Chevrolet Cobalt. Производилась с 2008 года по 2015 год.
Это отличный автомобиль, который полюбился отечественным автолюбителям. Рассмотрим его технические особенности более подробно.
Обзор модели
Как уже упоминалось выше эта модель стала производиться в 2008 году, платформой для нее стала Delta II. На этой же платформе была создана Opel Astra J. Изначально для российского рынка производство было налажено на заводе в Шушарах, это предприятие, созданное GM. Позже, когда в линейку добавили универсалы, их выпускали на заводе «Автотор», он расположен в Калининграде.
У нас в стране модель реализовывалась вплоть до 2015 года. После этого, было объявлено о запуске второго поколения автомобиля, и первое сняли с производства. Но, на практике второе поколение увидело свет только в США и Китае, до нашей страны оно не доехало. Далее будем рассматривать только первое поколение Chevrolet Cruze.
По мнению большей части автолюбителей, эта машина отличается высоким уровнем комфорта, а также надежностью. Есть несколько модификаций, что позволяет подобрать машину, наиболее оптимально подходящую под ваши задачи.
Характеристики двигателя
На Chevrolet Cruze устанавливалось несколько различных силовых агрегатов. Они отличаются по техническим характеристикам, это позволяет подобрать автомобиль исходя из требований конкретного водителя. Для удобства мы свели все основные показатели в таблицу.
| A14NET | F16D3 | F18D4 | Z18XER | M13A | |
|---|---|---|---|---|---|
| Объем двигателя, куб.см | 1364 | 1598 | 1598 | 1796 | 1328 |
| Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. | 175 (18) /3800 | 142(14)/4000 | 154(16)/4200 | 165 (17) / 4600 | 110 (11) / 4100 |
| 200 (20) /4900 | 150(15)/3600 | 155 (16)/4000 | 167 (17) / 3800 | 118 (12) / 3400 | |
| 150(15)/4000 | 170 (17) / 3800 | 118 (12) / 4000 | |||
| 118 (12) / 4400 | |||||
| Максимальная мощность, л.с. | 140 | 109 | 115 — 124 | 122 — 125 | 85 — 94 |
| Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 115 (85) /5600 | 109(80)/5800 | 115(85)/6000 | 122 (90) / 5600 | 85 (63) / 6000 |
| 140(103)/4900 | 109(80)/6000 | 124(91)/6400 | 122 (90) / 6000 | 88 (65) / 6000 | |
| 140(103)/6000 | 125 (92) / 3800 | 91 (67) / 6000 | |||
| 140(103)/6300 | 125 (92) / 5600 | 93 (68) / 5800 | |||
| 125 (92) / 6000 | 94 (69) / 6000 | ||||
| Используемое топливо | Газ/бензин | Бензин АИ-92 | Бензин АИ-95 | Бензин АИ-92 | Regular (АИ-92, АИ-95) |
| Бензин АИ-95 | Бензин АИ-95 | Бензин АИ-95 | Бензин АИ-95 | ||
| Бензин АИ-98 | |||||
| Расход топлива, л/100 км | 5.9 — 8.8 | 6.6 — 9.3 | 6.6 — 7.1 | 7.9 — 10.1 | 5.9 — 7.9 |
| Тип двигателя | Рядный, 4-цилиндровый | 4-цилиндровый, рядный | Рядный, 4-цилиндровый | Рядный, 4-цилиндровый | 4-цилиндровый,16-клапанный,cистема изменяемых фаз (VVT) |
| Выброс CO2, г/км | 123 — 257 | 172 — 178 | 153 — 167 | 185 — 211 | 174 — 184 |
| Доп. информация о двигателе | распределенный впрыск топлива | многоточечный впрыск топлива | распределенный впрыск топлива | распределенный впрыск топлива | DOHC 16-клапанный |
| Количество клапанов на цилиндр | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Диаметр цилиндра, мм | 72.5 | 79 | 80.5 | 80.5 | 78 |
| Ход поршня, мм | 82.6 | 81.5 | 88.2 | 88.2 | 69.5 |
| Степень сжатия | 9.5 | 9.2 | 10.5 | 10.5 | 9.5 |
| Система старт-стоп | опционально | Нет | Опция | Опция | Нет |
| Нагнетатель | Турбина | Нет | Нет | Нет | Нет |
| Ресурс тыс. км. | 350 | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 250 |
Как видите технически все моторы достаточно разнообразны, это дает возможность выбора наиболее подходящих вариантов для автолюбителя.
На данный момент в соответствии с законодательством нет необходимости проверять номер силовой установки при постановке на учет автомобиля. Но, иногда это все же требуется, например, при подборе некоторых видов деталей. Все модели двигателя имеют номер, выбитый на отливе головки блока цилиндров. Увидеть его можно прямо над масляным фильтром. Обратите внимание, что он склонен к коррозии. Это может привести к разрушению надписи. Чтобы избежать этого периодически осматривайте площадку, очищайте ее от ржавчины, и смазывайте любой пластичной смазкой.
Особенности эксплуатации
Двигатели, устанавливаемые на этот автомобиль достаточно выносливы. Они отлично переносят эксплуатацию в суровых российских условиях. Так как моторы разные, обслуживание и эксплуатация несколько различаются.
Ниже мы рассмотрим основные нюансы обслуживания, а также некоторые характерные неисправности двигателей. Это поможет вам избегать проблем с автомобилем.
Обслуживание
Для начала стоит рассмотреть плановое обслуживание ДВС. Это обязательная процедура, которая обеспечивает нормальную работу двигателя. Согласно рекомендациям производителя, минимальный пробег между базовым ТО составляет 15 тысяч километров. Но, на практике лучше делать его раз в 10 тысяч, все-таки условия эксплуатации обычно отличаются от идеальных в худшую сторону.
Во время базового ТО производится визуальный осмотр всех элементов двигателя. Также в обязательном порядке делают компьютерную диагностику. При выявлении поломок их устраняют. Также обязательно заменяют моторное масло и фильтр. Для замены можно использовать следующие смазки.
| Модель ДВС | Заправочный объем л | Маркировка масла |
|---|---|---|
| F18D4 | 4.5 | 5W-30 |
| 5W-40 | ||
| 0W-30 (Регионы с низкой температурой) | ||
| 0W-40(Регионы с низкой температурой) | ||
| Z18XER | 4.5 | 5W-30 |
| 5W-40 | ||
| 0W-30 (Регионы с низкой температурой) | ||
| 0W-40 (Регионы с низкой температурой) | ||
| A14NET | 4 | 5W-30 |
| M13A | 4 | 5W-30 |
| 10W-30 | ||
| 10W-40 | ||
| F16D3 | 3.75 | 5W30 |
| 5W40 | ||
| 10W30 | ||
| 0W40 |
Согласно спецификациям дилеров, рекомендуется использовать только синтетику. Но, в теплое время года можно применять и полусинтетические масла.
Для обеспечения бесперебойной работы зажигания свечи меняются раз в 30 тысяч километров пробега. Если они качественные, то служат все это время без особых проблем и сбоев.
ГРМ всегда требует к себе повышенного внимания. На всех моторах за исключением M13A используется ременной привод. Заменяют его на пробеге 60 тысяч, но иногда это может потребоваться и раньше. Чтобы избежать неприятностей следует проверять состояние ремня регулярно.
На M13A используется цепной привод ГРМ. При правильной эксплуатации он более надежен. Как правило, замена требуется через 150-200 тысяч километров. Так как к тому моменту мотор уже достаточно сильно изношен, замену привода ГРМ сочетают с капитальным ремонтом силового агрегата.
Характерные неисправности
У любого мотора имеются свои недостатки и характерные для него неисправности. Это нужно учитывать и своевременно решать возникающие проблемы. Давайте рассмотрим, какие сложности могут подстерегать владельцев Шевроле Круз.
Основным недостатком A14NET является недостаточно мощная турбина, она также требовательна к маслу. Если вы будете заливать в нее низкокачественную смазку, риск отказа увеличится. Также не стоит постоянно гонять этот мотор на высоких оборотах, это также приведет к преждевременной «смерти» турбины и возможно поршневой. Также встречается характерная для всех моторов Опель проблема с подтекающей смазкой из-под клапанной крышки. Достаточно часто выходит из строя подшипник помпы, стоит его замены.
На моторе Z18XER иногда отказывает фазорегулятор, в таком случае двигатель начинает греметь как дизель. Решается заменой электромагнитного клапана, который установлен в фазорегуляторе, можно попробовать его почистить от загрязнения. Еще одним проблемным узлом тут является термостат, он служит не дольше 80 тысяч километров, а на практике зачастую отказывает намного раньше.
Проблемой двигателя F18D4 является быстрый износ основных элементов агрегата. Поэтому, у него сравнительно небольшой срок эксплуатации. При этом, мелких поломок практически не происходит.
Рассматривая силовой агрегат F16D3 можно в целом отметить его надежность. Но, при этом могут возникать проблемы с отказом гидрокомпенсаторов клапанов, они выходят из строя достаточно часто. Также у двигателя имеется отдельная система управляющая выхлопом. Этот блок также имеет свойство регулярно выходить из строя.
Наиболее надежным можно назвать M13A. Этот двигатель обладает большим запасом живучести, что избавляет водителя от многих проблем. Если правильно за ним ухаживать, поломок практически не происходит. Иногда может возникать проблема с датчиком положения коленчатого вала, это, наверное, самая частая неисправность данного мотора. Также при использовании некачественного топлива загорается чек и появляется ошибка неисправности системы питания.
Тюнинг
Многим водителям не нравятся штатные характеристики моторов, поэтому придумано много способов, которые помогают увеличить мощность или улучшить другие показатели двигателя. Разберем наиболее подходящие для каждого конкретного силового агрегата.
Для двигателя A14NET оптимальным решением будет чип-тюнинг. Тут он наиболее эффективен, так как используется турбина. При правильной перепрошивке блока управления, можно получить 10-20% прибавки к мощности. Другие доработки на этом моторе делать не имеет смысла, прибавка будет небольшой, а затраты существенными.
Возможностей для доработки мотора Z18XER намного больше, но тут нужно помнить, что большая часть работ обойдется в круглую сумму. Самым простым вариантом является чип-тюнинг, с его помощью можно добавить мотору примерно 10% мощности. Если хотите получить более значимую прибавку, вам потребуется установить турбину, а также заменить шатунно-поршневую группу, заодно растачиваются цилиндры. Такой подход дает возможность получить мощность до 200 л.с. При этом, вам потребуется поставить другую КПП, усилить тормоза и подвеску.
F18D4 обычно требует достаточно большого вложения средств для тюнинга, при этом результаты будут весьма спорными. Тут даже чип-тюнинг не дает эффекта, для достижения прибавки в 15%, потребуется заменить стандартные штаны выхлопа на «паука». Для большего эффекта стоит смотреть в сторону турбины, она дает самую большую прибавку к мощности. Но, помимо этого желательно и установить новые детали шатунно-поршневой группы, которые устойчивы к таким нагрузкам. В противном случае придется очень часто делать капитальный ремонт двигателя.
Мотор F16D3 в основном разгоняют за счет расточки цилиндров. Это позволяет достичь увеличенной мощности с минимальными затратами. При этом, обязательно проводят и чип-тюнинг.
M13A чаще всего разгоняют с помощью чип-тюнинга, но это не дает должного прироста мощности, обычно не больше 10 л.с. Более эффективно использовать короткие шатуны, это дает существенную прибавку к объему двигателя, ну и соответственно получается большая мощность. Такой вариант наиболее эффективен, но за него приходится платить повышенным расходом топлива.
Одним из популярных методов тюнинга является СВАП, то есть полная замена двигателя. На практике такая доработка осложнена необходимостью подбора двигателя, который подходит под крепления, а также подгона некоторых штатных агрегатов к мотору. Обычно устанавливают более мощные варианты.
На самом деле на Шевроле Круз такая работа практически не проводится, причина в малом количестве подходящих силовых агрегатов. Чаще всего, устанавливают z20let или 2.3 V5 AGZ. Эти моторы практически не требуют доработок, при этом они достаточно мощные и надежные.
Наиболее популярные модификации
Однозначно сказать, какая из версий этого автомобиля была самой лучшей невозможно. Причин тут несколько. В первую очередь в некоторые моменты времени на рынок поставлялись только одни модификации, а другие почти не производились. Естественно люди брали то, что им предлагали дилеры.
В целом, если смотреть статистику, то наиболее часто покупали (или желали купить) автомобиль с двигателем F18D4. По мнению многих автолюбителей тут имеется наиболее эффективное соотношение мощности и других параметров, в частности экономичности.
Какую модификацию выбрать
Если смотреть на надежность двигателя, лучше всего приобретать автомобиль с мотором M13A. Он изначально создавался для легких внедорожников, и там имеется повышенный запас прочности. Поэтому, если не хотите возиться с регулярными мелкими неисправностями, это будет оптимальный вариант.
Также иногда хвалят F18D4. Но, он больше подходит для загородных трасс, за счет большей мощности и приемистости.
