Общая информация Scania P / G / R Series с 2004 по 2016 год (+ обновления 2009 - 2013 годов)

1. Общая информация

Обозначение двигателей

9-литровые двигатели PDE или HPI

Примечание:
- Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения.
- Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.

1. Тип двигателя и заводской номер двигателя.
2. Выбитый заводской номер двигателя.
3. Уровень выбросов.
4. Клапанный зазор.

9-, 13- и 16-литровые двигатели XPI, PDE, HPI, газ

Примечание:
Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.

A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.

9- и 13-литровые двигатели XPI

Примечание:
- Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.
- Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.

1. Тип двигателя и заводской номер двигателя.
2. Выбитый заводской номер двигателя. 3.Уровень выбросов. 4.Клапанный зазор.

9- и 13-литровые двигатели XPI, PDE, газ

Примечание:
- Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.
- Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.

A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.

16-литровый двигатель PDE

Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения. Относится к двигателям, изготовленным до сентября 2007 г.

1. Уровень выбросов.
2. Клапанный зазор.
3. Тип двигателя и заводской номер двигателя.
4. Выбитый заводской номер двигателя.

16-литровый двигатель PDE

Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров первого поколения. Относится к двигателям, изготовленным после сентября 2007 г.

A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.

16-литровый двигатель XPI, PDE

Примечание:
Применимо к двигателям с блоком цилиндров второго поколения.

A. Уровень дымности. В. Тип двигателя. C. Заводской номер двигателя.

Блок цилиндров

Блок цилиндров 9-литровые двигатели PDE

Блок цилиндров 9-литровые двигатели XPI, PDE, газ

Блок цилиндров 13-литровые двигатели XPI, PDE, газ

Блок цилиндров 16-литровые двигатели PDE

Блок цилиндров, 16-литровые двигатели XPI, PDE, GAS

Блок цилиндров является ключевым элементом всего двигателя. В нем осуществляется возвратно-поступательное движение кривошипного механизма (коленчатый вал, шатуны и поршни) и распределение смазочного масла и охлаждающей жидкости. Блок цилиндров представляет собой единую отливку из серого чугуна или чугуна с уплотненным графитом (CGI). Блок цилиндров вместе с головкой цилиндра и поршнем образует камеру сгорания, в которой происходит сгорание.

Каждый цилиндр имеет отдельную головку цилиндра. Кроме того, на блок цилиндров крепятся все наружные элементы.

Гильзы цилиндров сменного типа. Уплотнение между гильзой и головкой цилиндра обеспечивается с помощью стальной прокладки с уплотнительными элементами из вулканизированной резины. Применяется одна прокладка для каждого цилиндра.

Гильза цилиндра немного выступает над плоскостью блока и прижимает прокладку к головке цилиндра, таким образом, обеспечивая надежное уплотнение.

Уплотнительные элементы из вулканизированной резины обеспечивают герметизацию в месте соединения каналов для подвода и отвода охлаждающей жидкости и масла.

Температура внутри и рядом с камерой сгорания очень высока. Гильза цилиндра имеет нижнюю опору, что позволяет подводить охлаждающую жидкость почти до самой головки цилиндра. Это снижает температуру в зоне поршневых колец, что продлевает срок службы, как поршневых колец, так и гильз. Нижняя опора гильзы цилиндра снижает риск просадки гильзы, поскольку малая величина температуры в этой зоне уменьшает усталость металла.

Маслосъемное кольцо расположено в канавке в верхней части гильзы цилиндра (рис.2 и 3). Маслосъемное кольцо удаляет нагар с верхней части поршня и уменьшает износ гильзы цилиндра.

Кривошипно-шатунный механизм

Двигатель с составными поршнями

Существует два типа поршней. Полностью отлитые из алюминиевого сплава поршни и составные поршни. Составные поршни разделяются на две части и состоят из юбки, отлитой из алюминиевого сплава, и стальной головки.

Одним из преимуществ составных поршней является то, что они могут выдерживать большие нагрузки, чем обычные поршни. Это позволяет увеличить мощность двигателя.

Вращение воздуха в камере сгорания

Камера сгорания представляет собой полость в головке поршня. Она имеет тороидальную форму с конусом, находящимся в середине.

Конструкция камеры сгорания обеспечивает вращательное движение воздуха в ней.

Чтобы поршень работал без заеданий, необходимо обеспечить зазор между поршнем и стенкой цилиндра. Поэтому поршень имеет два компрессионных кольца, которые уплотняют этот зазор и отводят тепло от поршня.

Компрессионные поршневые кольца на 9- и 16-литровых двигателях

Компрессионные поршневые кольца на 9- и 13-литровых двигателях с блоком цилиндров второго поколения

Маслосъемное кольцо препятствует попаданию моторного масла из блока цилиндров в камеру сгорания, где оно сгорает вместе с топливом.

Внутри маслосъемного кольца находится радиальный расширитель, который прижимает кольцо к стенке цилиндра. Расширитель представляет собой витую пружину.

Конструкция поршня и поршневых колец играет важную роль в обеспечении надежности, хорошей смазки, минимизации расхода масла и расхода топлива двигателя.

Маслосъёмное кольцо

Трехсекционное маслосъёмное кольцо

Верхняя часть шатуна имеет клинообразную форму. Это обеспечивает увеличение площади контакта поршня с шатуном.

Нижний конец шатуна имеет диагональный разъем, что позволяет вынуть поршень вместе с шатуном вверх через гильзу цилиндра.

Для предотвращения малейшего смещения крышки шатуна относительно самого шатуна на сопрягаемых поверхностях имеются канавки с входящими в них выступами, либо эти поверхности имеют такой "изломанный" рельеф, что могут быть соединены только в одном положении.

Шатун, имеющий сопрягаемую поверхность с канавками

Шатун, имеющий сопрягаемую поверхность с канавками

Каждый такт сжатия стремится замедлить частоту вращения коленчатого вала, а каждый такт расширения – увеличить ее.

Поршни и шатуны дважды в течение каждого оборота двигателя изменяют направление своего движения.

Импульсы крутящего момента, передаваемые шатунами, приводят к возникновению крутильных колебаний коленчатого вала. Эти колебания имеют наибольшее значении при определенной частоте вращения коленчатого вала.

Крутильные колебания характеризуются следующим:

Представьте себе, что задний конец коленчатого вала и маховик вращаются с постоянной скоростью. Частота вращения переднего конца коленчатого вала будет несколько раз возрастать и уменьшаться в течение каждого оборота по сравнению с постоянной частотой вращения маховика.

Материал имеет очень важное значение для срока службы коленчатого вала. Строгие требования также применяются к конструкции и качеству обработки поверхности. Например, финишная обработка поверхности шеек коленчатого вала имеет очень важное значение для предотвращения усталостного разрушения.

Поверхности шеек коленчатого вала подвергаются упрочнению на такую глубину, что допускают несколько перешлифовок.

Коленчатый вал рядного двигателя

Коленчатый вал V-образного двигателя

Коренные и шатунные вкладыши состоят из трех слоев. Внешний слой выполнен из стали, средний слой – из свинцовистой бронзы, а внутренний слой – из индия или свинца, олова или меди. В процессе эксплуатации двигателя обычно изнашивается самый внутренний слой.

Для фиксации коленчатого вала от осевых перемещений задний коренной подшипник оснащен упорными шайбами. Имеется несколько вариантов толщины этих упорных колец, что позволяет поддерживать требуемый осевой зазор после перешлифовки коленчатого вала.

Газораспределительный механизм

Двигатели PDE, HPI

Газораспределительный механизм состоит из одного или двух распределительных валов, роликовых толкателей, штанг толкателей, коромысел и толкателей клапанов.

Рядные двигатели имеют один распределительный вал, а V-образные двигатели имеют два распределительных вала, по одному для каждого ряда цилиндров. В обоих случаях распределительный вал приводится во вращение шестернями и вращается с частотой вращения, которая в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала.

Распределительный вал имеет по три кулачка на цилиндр, так как распределительный вал также приводит в действие насос-форсунки.

Один конец штанги толкателя касается роликового толкателя, а другой конец воздействует на коромысло. На одном конце коромысла находится регулировочный винт. Нижний конец регулировочного болта, имеющий форму шарика, упирается в штангу толкателя, заставляя толкатель перемещаться в соответствии с вращением распределительного вала.

Седла клапанов запрессованы в головку цилиндров. Материал седел клапанов имеет очень высокую прочность, что обеспечивает долгий строк службы седел. При необходимости вставные седла клапанов можно заменить.

При установке четырех клапанов на цилиндр суммарная площадь клапанов увеличивается, что улучшает заряд цилиндра воздухом. Одновременно меньшая мощность двигателя затрачивается на выталкивание отработавших газов.

Уменьшение мощности, затрачиваемой на выталкивание отработавших газов, приводит к повышению экономичности двигателя. Это, в свою очередь, приводит к снижению расхода топлива.

Двигатели XPI, газ

Клапанный механизм состоит из одного или двух распределительных валов, роликовых толкателей, штанг толкателей, коромысел и толкателей клапанов.

Рядные двигатели имеют один распределительный вал, а V-образные двигатели имеют два распределительных вала, по одному для каждого ряда цилиндров. В обоих случаях распределительный вал приводится во вращение шестернями и вращается с частотой вращения, которая в два раза меньше частоты вращения коленчатого вала.

Распределительный вал имеет по два кулачка на цилиндр: один для впускных клапанов и другой для выпускных клапанов.

Один конец штанги толкателя касается роликового толкателя, а другой конец воздействует на коромысло. На одном конце коромысла находится регулировочный винт. Нижний конец регулировочного болта, имеющий форму шарика, упирается в штангу толкателя, заставляя толкатель перемещаться в соответствии с вращением распределительного вала.

Седла клапанов запрессованы в головку цилиндров. Материал седел клапанов имеет очень высокую прочность, что обеспечивает долгий строк службы седел. При необходимости вставные седла клапанов можно заменить.

При установке четырех клапанов на цилиндр суммарная площадь клапанов увеличивается, что улучшает заряд цилиндра воздухом. Одновременно меньшая мощность двигателя затрачивается на выталкивание отработавших газов.

Уменьшение мощности, затрачиваемой на выталкивание отработавших газов, приводит к повышению экономичности двигателя. Это, в свою очередь, приводит к снижению расхода топлива.

Распределительный вал

Задача распределительного вала заключается в управлении открыванием и закрыванием впускных и выпускных клапанов. На двигателях, оснащенных системами впрыска PDE или HPI, распределительный вал также обеспечивает перемещение, необходимое для нагнетания давления в форсунках.

Распределительный вал имеет по два или три кулачка на цилиндр. Один всегда предназначен для впускных клапанов, другой – для выпускных клапанов. В некоторых случаях также имеется один кулачок для форсунок.

1. Профиль кулачка.
2. Диаметр базовой окружности.
3. Высота профиля, соответствующая наибольшему перемещению толкателя.

Распределительный вал вращается с половиной частоты вращения коленчатого вала так, чтобы каждая группа кулачков могла активировать клапаны своего цилиндра в такте выпуска и такте впуска при каждом обороте двигателя. Там, где это применимо, форсунки активируются в соответствии с моментом впрыска.

Смена положения клапанов происходит по стрелке. Это происходит, когда выпускные клапаны закрываются, а впускные клапаны начинают открываться. Момент времени, когда выпускные и впускные клапаны открыты одновременно называется перекрытием клапанов.

При регулировке зазора клапанов перекрытие клапанов цилиндра используется для определения положения коленчатого вала. Подлежащие регулировке клапаны не активируются и соответствующий роликовый толкатель находится на базовой окружности распределительного вала.

Блок уравновешивающих валов

1. Рама блока системы уравновешивания.
2. Штифт.
3. Резьбовая пробка.
4. Крышка нижней головки шатуна.
5. Крышка нижней головки шатуна.
6. Направляющая втулка.
7. Болт.
8. Балансирный вал.
9. Заглушка.
10. Радиальный подшипник.
11. Радиальный подшипник.
12. Упорный подшипник.
13. Шестерня вала системы уравновешивания.
14. Шестерня вала системы уравновешивания.
15. Болты.
16. Болт.

В пятицилиндровом двигателе на один оборот коленчатого вала приходится три рабочих хода, а на второй оборот – два рабочих хода. Это является причиной неуравновешенности двигателя и вызывает вибрацию. Для уравновешивания двигателя используется блок балансирных валов.

Последний состоит из рамы и двух уравновешивающих валов. Валы системы уравновешивания вращаются в противоположных направлениях с удвоенной частотой вращения по сравнению с коленчатым валом. Привод валов осуществляется с помощью зубчатого венца, установленного на коленчатом вале двигателя. При вращении уравновешивающих валов возникают инерционные силы и моменты, которые противодействуют вибрации двигателя.

Подвод масла для смазки подшипников балансирных валов осуществляется по каналу, выполненному в блоке цилиндров. Этот канал соединяет систему смазки блока балансирных валов с общей системой смазки двигателя.

Важно, чтобы этот блок был отрегулирован в полном соответствии с инструкциями. Неправильно отрегулированный или поврежденный блок балансирных валов может стать причиной сильной вибрации двигателя и автомобиля. Вибрация увеличивает нагрузки, действующие на автомобиль, и может вызвать повреждение двигателя и автомобиля. Кроме того, вибрация существенно снижает уровень комфорта водителя и пассажиров.

Привод газораспределительного механизма

Рядные двигатели

1. Шестерня привода масляного насоса.
2. Шестерня коленчатого вала.
3. Промежуточная шестерня.
4. Шестерня привода гидравлического насоса.
5. Шестерня привода компрессора.
6. Шестерня привода распределительного вала.
7. Коробка отбора мощности.
8. Шестерня привода компрессора (блок цилиндров второго поколения).

Шестерня коленчатого вала приводит в движение две промежуточные шестерни и шестерню привода масляного насоса. Одна промежуточная шестерня приводит в движение распределительный вал, воздушный компрессор и гидравлический насос. Другая промежуточная шестерня служит для отбора мощности, а на автобусах она также приводит в движение гидравлический насос, который, в свою очередь, приводит в движение гидромотор вентилятора системы охлаждения.

Распределительный вал вращается с частотой, вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала.

Для облегчения процесса сборки шестерни имеют маркировку либо на зубьях, либо во впадинах между зубьями.

V-образные двигатели

1. Шестерня коленчатого вала.
2. Промежуточная шестерня (отбора мощности).
3. Промежуточная шестерня.
4. Шестерня привода распределительного вала.
5. Шестерня привода компрессора.
6. Шестерня привода масляного насоса.
7. Передняя шестерня распределительного вала.
8. Шестерня привода гидравлического насоса.
9. Шестерня привода топливоподкачивающего насоса.
10. Шестерня привода механизма отбора мощности.

Шестерня коленчатого вала приводит в движение оба распределительных вала и через промежуточную шестерню - масляный насос. Одна из шестерен распределительного вала, в свою очередь, приводит в движение компрессор.

Один из распределительных валов имеет на переднем конце шестерню, которая приводит в движение гидравлический насос рулевого управления и топливоподкачивающий насос.

Распределительные валы вращаются с частотой, вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала.

Для облегчения процесса сборки шестерни имеют маркировку либо на зубьях, либо во впадинах между зубьями.