Двигатель — 1.6L Zetec-E/1.8L/2.0L Ford Focus 2003.50 (Часть 2)

В статье рассмотрены: спецификации двигателя, описание и принцип действия двигателя, общие процедуры, впускной коллектор, переднее уплотнение коленчатого вала, пружины клапанов, уплотнения клапанов, клапаны, распределительные валы, уплотнение распределительного вала, ремень газораспределительного механизма, выпускной коллектор, головка цилиндров, масляный насос, заднее уплотнение коленчатого вала, масляный картер, снятие и установка двигателя, разборка и сборка двигателя.

ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Двигатель

Автомобили модельного ряда Focus оснащаются двигателем Zetec-E нового поколения ("New Generation Zetec-E engine"). Это двигатели с рабочим объемом 1.8 л и 2.0 л, которые также используются в Mondeo. Наиболее важные изменения по сравнению с предыдущими вариантами двигателя Zetec-E заключаются в следующем:

• Гидравлические опоры двигателя (ранее используемый чугунный кронштейн опоры двигателя уже не нужен);
• Улучшенные экономичность, динамические характеристики и показатели токсичности выхлопа;
• Модифицированный клапанный механизм с механическими толкателями;
• Модифицированная направляющая ремня газораспределительного механизма с новым натяжителем ремня;
• Алюминиевая крышка ремня газораспределительного механизма, также выполняющая функцию опоры двигателя для улучшения показателей шума, вибрации и жесткости (NVH);
• Алюминиевый блок усиления картера двигателя и плоский масляный картер, улучшающий показатели NVH;
• Шатуны и поршни модифицированной конструкции;
• Полнопоточный масляный фильтр с болтовым креплением на блоке цилиндров;
• Насос охлаждающей жидкости, сдвинутый наружу в сторону блока цилиндров;
• Модифицированная система выпуска отработавших газов;
• Генератор с функцией обратной связи по нагрузке генератора.

Отличия по сравнению с двигателями, используемыми в Mondeo, заключаются в следующем:

• Модифицированный масляный картер;
• Модифицированный впускной маслопровод;
• Трехцелевой ("триметаллический") каталитический нейтрализатор с обратной связью на двигатель;
• Модифицированный впускной коллектор;
• Модифицированный выпускной коллектор;
• Для удовлетворения требованиям действующего стандарта на токсичность выхлопа не требуется никакая система EGR.
• Модифицированный корпус дроссельной заслонки;
• Использование датчика температуры головки цилиндров (датчика CНТ) вместо датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя (датчика ЕСТ);
• Модифицированный корпус термостата вследствие отсутствия датчика ЕСТ и датчика указателя температуры охлаждающей жидкости;

Расположение кода двигателя на блоке цилиндров

Конструкция двигателя Zetec-E

Базовая концепция

Двигатель Zetec-E - это четырехцилиндровый, однорядный, 16-клапанный двигатель DOHC. 16-клапанная головка цилиндров обеспечивает лучшее качество заполнения, особенно при высокой частоте вращения коленчатого вала.

Головка цилиндров изготавливается из алюминиевого сплава, в то время как блок цилиндров - из чугуна.

Центральная крышка ремня газораспределительного механизма/кронштейн передней опоры двигателя

Новая крышка ремня газораспределительного механизма дополнительно усилена вертикальной опорой. Это значит , что для установки нового ремня газораспределительного механизма следует снять центральную крышку ремня газораспределительного механизма и, следовательно, переднюю опору двигателя.

Головка цилиндров

Камера сгорания

Свеча зажигания, расположенная в центре крышеобразной камеры сгорания, поджигает воздушно-топливную смесь, находящуюся в камере сгорания. Центральное расположение свечи зажигания обеспечивает равномерное распределение фронта пламени по всей камере сгорания, таким образом одновременно уменьшая склонность двигателя к детонации.

Клапанный механизм

Два распределительных вала приводятся в движение одним приводным ремнем, и каждый вал посредством регулируемых толкателей воздействует на два клапана каждого цилиндра. Вследствие наличия потока отработавших газов, проходящих через выпускные клапаны, эти клапаны подвергаются воздействию очень высокой температуры. Выпускные клапаны имеют специальное покрытие, позволяющее им лучше рассеивать тепло. Каждый клапан закрывается своей собственной клапанной пружиной. Чтобы регулировать клапанные зазоры, требуется заменять регулировочные прокладки в толкателях клапанов. Имеются прокладки 52 различных вариантов по толщине. Толщина регулировочной прокладки выбита на ее тыльной стороне в форме числа, соответствующего толщине прокладке с точностью до сотых долей миллиметра (например: число 222 = 2,22 мм). Вследствие ограниченного пространства в головке цилиндров для замены регулировочных прокладок следует снять распределительный вал. Во избежание возникновения необходимости в более чем одном снятии и установке распределительного вала при выполнении процедуры регулировки необходима абсолютная точность. Кулачки распределительного вала смещены относительно центров толкателей клапанов. Вследствие этого при частоте вращения коленчатого вала двигателя приблизительно 3000 об/мин толкатели клапана начинают вращаться, и это вращение передается клапанам. Вращение клапанов желательно по той
причине, что это ведет к равномерности посадки клапанов в их седлах и предотвращает приработку клапанов в одном положении и протечки в клапанах.

Клапанный механизм

1 - Болт крышки подшипника распределительного вала
2 - Крышка подшипника распределительного вала
3 – Впускной распределительный вал
4 – Выпускной распределительный вал
5 - Заглушка масляной галереи
6 - Прокладка для регулировки (шим) клапанного зазора
7 - Толкатель клапана
8 – Сухарь
9 - Тарелка пружины клапана
10 - Клапанная пружина
11 - Масляное уплотнение штока клапана
12 - Выпускные клапаны
13 - Впускные клапаны
14 - Головка цилиндров
15 - Болт головки цилиндров
16 - Свеча зажигания
17 - Болт проушины подъема двигателя
18 - Проушина подъема двигателя,
19 - Болт шкива распределительного вала
20 - Шкивы распределительных валов
21 - Масляные уплотнения распределительных валов
22 - Направляющая втулка для крышки переднего подшипника распределительного вала
23 - Крышка переднего подшипника распределительного вала

Механический толкатель

1 - Регулировочная прокладка (шим) (устанавливается на верхнюю часть толкателя)
2 - Механический толкатель

• В двигателях Zetec-E нового поколения гидравлические толкатели также можно заменить на механические. Достигается это посредством использования высококачественных материалов и оптимизации профиля кулачков.
• Степень износа клапанов настолько мала, что до прохождения пробега в 150 000 км (90 000 миль) отсутствует необходимость в проверке и регулировке клапанных зазоров.

Ременный привод газораспределительного механизма (с нижним промежуточным шкивом)

1 – Впускной распределительный вал со шкивом
2 – Выпускной распределительный вал со шкивом
3 - Промежуточный шкив
4 - Наружный корпус насоса охлаждающей жидкости на блоке цилиндров
5 - Промежуточный шкив
6 - Шкив коленчатого вала
7 – Модифицированная направляющая ремня газораспределительного механизма
8 - Новый подпружиненный натяжитель ремня газораспределительного механизма с  эксцентриковой регулировкой при снятии и установке ремня газораспределительного механизма

Ременный привод газораспределительного механизма (без нижнего промежуточного шкива)

1 – Впускной распределительный вал со шкивом
2 – Выпускной распределительный вал со шкивом
3 - Промежуточный шкив
4 - Наружный корпус насоса охлаждающей жидкости на блоке цилиндров
5 - Шкив коленчатого вала
6 – Модифицированная направляющая ремня газораспределительного механизма
7 - Новый подпружиненный натяжитель ремня газораспределительного механизма с эксцентриковой регулировкой при снятии и установке ремня газораспределительного механизма

• Установка нижнего промежуточного шкива прекращена в январе 1999 года.
• Ремень газораспределительного механизма всегда следует заменять после пробега в 150000 км (90 000 миль) или через 10 лет.
• Ремень газораспределительного механизма всегда следует заменять, если он был снят при выполнении ремонтных работ.

Натяжитель ремня газораспределительного механизма

!!! ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Натягивать ремень газораспределительного механизма следует только при перемещении его в направлении против часовой стрелки.

Правильное натяжение ремня газораспределительного механизма обеспечивается автоматическим натяжителем ремня. При установке нового ремня натяжитель перемещается в базовое положение (стрелка (3) и отметка (2) на одной линии). Эта базовая настройка обеспечивается одним из кулачков (4). Другой (подпружиненный) кулачок обеспечивает поддержание правильного натяжения ремня при работающем двигателе. Натяжитель ремня перемещается вплоть до 30 градусов от центра в обоих направления.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не натягивайте ремень повторно, т.к. имеется опасность превышения допустимого угла поворота в одном из направлений. Базовая настройка натяжителя ремня применима только для нового ремня газораспределительного механизма. Повторное натягивание ремня может вызвать его износ или биение.

Проверить базовую настройку после снятия регулировочных инструментов и штифтов уже невозможно (усилие от пружин клапанов передается на ремень и изменяет положение натяжителя ремня).

Автоматический натяжитель ремня газораспределительного механизма

1 - Кронштейн, закрепляемый на крышке из металлического листа
2 - Отметка
3 - Стрелка
4 - Кулачок для базовой настройки

Элементы, установленные на головке цилиндров

Впускной коллектор

Новые двигатели Zetec-E оснащаются впускным коллектором, изготовленным из армированного стеклопластика. Каналы впускного коллектора расположены таким образом, что имеют одинаковую длину для каждого цилиндра.

Это дает следующие преимущества:

• Меньшая теплопередача к форсункам, таким образом предотвращается возникновение "паровой пробки";
• Более легкая конструкция;
• Меньшая конденсация топлива на стенках впускного трубопровода после холодного запуска;
• Меньшее нагревание впускаемого воздуха при прогретом двигателе.

Элементы, установленные на впускном коллекторе

1 - Штекерный разъем форсунки
2 - Болт для зажима топливопровода
3 - Топливный коллектор
4 - Форсунка
5 - Держатель форсунки
6 - Прокладка впускного коллектора
7 - Впускной коллектор
8 - Быстродействующая муфта для вакуумного шланга вакуумного усилителя тормозов
9 - Прокладка клапана управления частотой вращения коленчатый вала в режиме холостого хода (клапаном ISC)
10 - Клапан ISC
11 - Прокладка корпуса дроссельной заслонки
12 - Болт топливного коллектора
13 - Корпус дроссельной заслонки
14 - Болт для кронштейна топливопровода
15 - Болт корпуса дроссельной заслонки
16 - Кронштейн топливопровода
17 - Зажим топливопровода

Блок цилиндров

Коленчатый вал

Коленчатый вал опирается на пять подшипников и имеет противовес для каждого цилиндра. Центральный коренной подшипник имеет два упорных полукольца, которые направляют коленчатый вал в осевом направлении и определяют его осевой зазор.

Подшипники коленчатого вала

1 - Вкладыш коренного подшипника блока цилиндров
2 - Вкладыш коренного подшипника с упорными полукольцами
3 - Коленчатый вал
4 - Сегментная шпонка для ступицы шкива коленчатого вала
5 - Вкладыш подшипника, крышка коренного подшипника
6 - Крышка коренного подшипника
7 - Болт крышки коренного подшипника

Подшипники шатунов

Подшипники шатунов имеют нумерацию от 1 до 4, которая начинается с той стороны, где располагается ремень газораспределительного механизма. Практически невозможно перепутать крышки подшипников шатунов и шатуны, т.к. при изготовлении крышки подшипников шатунов просто отрезаются от шатунов. Поэтому профиль стыковочной поверхности каждой крышки подшипника шатуна соответствует только одному из шатунов.

Усилительный блок картера двигателя

Нижний картер

Изображение усилительного блока картера двигателя

Усилительный блок картера двигателя предназначен для демпфирования вибраций двигателя. Это ведет к дальнейшему уменьшению уровня шума в салоне автомобиля. Начиная с 01.99 г. уплотнение между нижним картером двигателя и блоком цилиндров представляет собой прокладку с металлической несущей пластиной (автомобили до 01.99 г. имеют резиновую прокладку).

Дистанционные элементы усилительного блока картера двигателя

ПРИМЕЧАНИЕ: Начиная с 01.99 г. используют только круглые дистанционные элементы.

Дистанционные элементы усилительного блока картера двигателя служат для компенсации повышенных зазоров между коробкой передач и усилительным блоком картера двигателя.

Масляный картер

Двигатель закрывается снизу масляным картером, отштампованным из металлического листа, который (картер) крепится непосредственно к усилительному блоку картера двигателя. Для обеспечения герметичности стыка служит валик герметика шириной 3 мм.

Управление двигателем

Модуль управления силовым агрегатом (РСМ)

Двигателем Zetec-E управляет РСМ. Чтобы иметь возможность делать это, РСМ требуется большой объем информации по текущему рабочему состоянию двигателя. РСМ получает эту информацию от многочисленных датчиков.
РСМ управляет:

• полностью электронной системой зажигания (EI),
• последовательным электронным впрыскиванием топлива (SEFI),
• системой воздушного кондиционирования в сочетании с системой охлаждения.

ОБЩИЕ ПРОЦЕДУРЫ

Клапанный зазор

Специальный инструмент

• Приспособление для сжатия пружин при регулировке клапанных зазоров 303-563 (21-218)
• Пассатижи для разъемов свечей зажигания 303-622 (21-226)

Общее оборудование

• Комплект щупов
• Микрометр
• Втулка (8 x 12 мм) или подходящие шайбы

Регулировка

1. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Чтобы отрегулировать клапанный зазор, замените регулировочные прокладки (шимы).

Отсоедините провод массы от аккумулятора.

2. ПРИМЕЧАНИЕ: Не снимайте верхнюю крышку ремня газораспределительного механизма.

Отпустите болты в верхней крышке ремня газораспределительного механизма.

3. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: При рассоединении разъема свечи зажигания не тяните за провод. При необходимости во избежание перекручивания проводов зажигания отсоедините их от катушки зажигания. Перед рассоединением разъема свечи зажигания слегка поверните его, чтобы отпустить уплотнение.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: При рассоединении разъема свечи зажигания держите его соосно со свечой зажигания.

ПРИМЕЧАНИЕ: Последовательность отпускания: от наружной стороны ко внутренней, работая перекрестным способом.

Снимите крышку головки цилиндров.

• Рассоедините разъемы свечей зажигания.

1. Отсоедините шланг вентиляции картера.
2. Выверните десять болтов.

4. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Проворачивайте двигатель только через коленчатый вал и в направлении его нормального вращения.

Установите двигатель в положение верхней мертвой точки для цилиндра №1.

5. ПРИМЕЧАНИЕ: Отметьте номер каждого цилиндра и измеренный клапанный зазор.

Измерьте клапанный зазор, используя комплект щупов.

• Допустимый клапанный зазор: Впускной клапан (0,11 - 0,18 мм)
• Допустимый клапанный зазор: Выпускной клапан (0,27 - 0,34 мм)
• Проверните коленчатый вал дальше последовательными этапами по 180 градусов каждый раз и проверьте клапанные зазоры в остающихся цилиндрах. В этом случае последовательность измерения соответствует порядку зажигания: 1-3-4-2

6. ПРИМЕЧАНИЕ: Действия по следующим пунктам выполняйте только в том случае, если следует отрегулировать клапанный зазор.

Подсоедините специальный инструмент.

7. ПРИМЕЧАНИЕ: Стремитесь к клапанному зазору, соответствующему середине допустимого диапазона (впускные клапаны - 0,15 мм; выпускные клапаны - 0,30 мм)

ПРИМЕЧАНИЕ: Номер прокладки указывает на толщину прокладки. Пример: 222 = 2.22 мм.

Определите требуемую толщину прокладки.

• Снимите регулировочную прокладку с толкателя и узнайте толщину по числу, выбитому на тыльной стороне (если оно не четкое, измерьте толщину прокладки, используя микрометр ).
• Определите требуемую толщину прокладки и вставьте регулировочную прокладку.
а) Впускные клапаны: толщина прокладки, подлежащей установке = толщина имеющейся прокладки + измеренный клапанный зазор - 0,15 мм.
б) Выпускные клапаны: толщина прокладки, подлежащей установке = толщина имеющейся прокладки + измеренный клапанный зазор - 0,30 мм.

8. Замените регулировочные прокладки.

9. Отсоедините специальный инструмент.

10. После завершения регулировки перепроверьте клапанные зазоры.

11. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Чтобы избежать повреждения уплотнения разъема свечи зажигания, для нанесения силиконовой смазки используйте тупой предмет (например, пластмассовый хомутик).

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Состыковывать разъем свечи зажигания следует удерживая его на одной линии со свечой зажигания.

ПРИМЕЧАНИЕ: Покройте внутреннюю сторону разъема свечи зажигания силиконовой смазкой  на глубину (5-10) мм.

Установите крышку головки цилиндров.

1. Вверните десять болтов и затяните их, работая в две стадии.

• Стадия 1: 2 Нм
• Стадия 2: 7 Нм

2. Установите шланг вентиляции картера.

• Состыкуйте разъемы свечей зажигания таким образом, чтобы они защелкнулись в требуемом положении.

12. ПРИМЕЧАНИЕ: Проверьте, правильно ли установлена прокладка на верхней крышке ремня газораспределительного механизма и при необходимости отрегулируйте ее.

Установите верхнюю крышку ремня газораспределительного механизма.

13. Подсоедините провод массы к аккумулятору.

14. Проверьте уровни рабочих жидкостей и при необходимости отрегулируйте их.

15. Проверьте, правильно ли разведены вакуумные шланги, тросы и кабели и зафиксируйте их в требуемом положении, используя хомутики.