Рис. 15. Схематическое изображение трех типов используемых в автомобилестроении шестицилиндровых двигателей: a — V-образный 6-цилиндровый двигатель; b — двигатель VR6; c — рядный двигатель
В этом разделе рассматривается установленный впервые в 1991 году на автомобиль Volkswagen Passat 6-цилиндровый двигатель под наименованием VR6, имеющий значительные отличия от обычной конструкторской концепции двигателей «Volkswagen» или «Audi». Двигатель в фирме «Volkswagen» получил наименование «AAA», но он более известен как VR6. Его шесть цилиндров расположены V-образно под углом 15° в отличие от традиционных V-образных двигателей, имеющих угол 60° или 90°. Двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволил накрыть оба ряда цилиндров одной общей головкой, в отличие от обычного V-образного двигателя. В результате двигатель VR6 получился меньше по длине, чем рядный, и меньше по ширине, чем обычный V-образный 6-цилиндровый двигатель. На (рис. 15) схематично изображены три типа 6-цилиндровых двигателей, и видно, на основе чего был разработан двигатель VR6.
При таком остром угле расположения цилиндров (15°) проблемы с неравномерным вращением коленчатого вала двигателя VR6 не возникают, он работает так же ровно, как и рядный. Двигатель имеет два распределительных вала, которые управляют двенадцатью вертикально расположенными клапанами (по 2 на цилиндр). Оба распределительных вала верхнего расположения размещены в алюминиевой головке блока цилиндров. Распределительный вал 1, 3 и 5-го цилиндров установлен на четырех подшипниках, а распределительный вал для 2, 4 и 6-го цилиндров – на трех подшипниках. Поверхность головки блока цилиндров в месте установки уплотнительной прокладки отшлифована. Камеры сгорания сделаны под углом, чтобы соответствовать V-образной конструкции двигателя.
Рис. 16. Привод распределительных валов двигателя VR6
Кованый коленчатый вал вращается на семи коренных подшипниках и снабжен двенадцатью противовесами и одним гасителем крутильных колебаний, что позволяет ему вращаться без радиального биения. Шатунные шейки коленчатого вала для каждого ряда цилиндров смещены на 22°. Относительно длинные шатуны (164 мм) соединяют коленчатый вал с легкими по весу поршнями, имеющими два компрессионных поршневых кольца и одно маслоотражательное кольцо. У большинства разработанных в течение последних лет фирмой «Volkswagen» двигателей привод распределительного вала осуществляется зубчатым ремнем. Однако в двигателе VR6 привод двух распределительных валов осуществляется одной общей двухрядной цепью (рис. 16), которая приводится в движение от звездочки промежуточного вала, соединенной однорядной цепью с шестерней коленчатого вала.
Два натяжителя с башмаками (необслуживаемые) обеспечивают требуемое натяжение цепей, а тарельчатые саморегулирующиеся гидравлические толкатели приводят в движение клапаны. Конструкция приводного механизма позволила сделать более компактной головку блока цилиндров.
Особое внимание при конструировании обращалось на подвод воздушно-топливной смеси, так как в одной головке блока цилиндров горючей смесью должны были быть обеспечены два ряда цилиндров. Двигатель был сконструирован с поперечной продувкой — впускные каналы располагаются на одной, а выпускные каналы на другой стороне, и горючая смесь в нем должна была попадать одновременно в 3 цилиндра на каждой стороне двигателя, а впускные трубы должны были быть равной длины.
Для решения этой проблемы корпус воздухозаборника установили на верхнюю часть головки блока цилиндров, от которой к каждому цилиндру идет своя отдельная впускная труба. Три трубы идут непосредственно к цилиндрам в передней части двигателя, а другие три трубы проходят над двигателем и соединяются с цилиндрами на задней стороне двигателя. Каждая впускная труба снабжена форсункой, а свечи зажигания расположены на внешней стороне цилиндров.
Несмотря на то, что конструкторы пытались сделать впускные трубы насколько это возможно равными по длине, все-таки существует разница в быстроте сжатия у двух рядов цилиндров. Однако эта разница сводится на нет, благодаря производимой фирмой «Bosch» системе впрыска топлива «Motronic», которая регулирует режим работы впрыска и зажигания в зависимости от нагрузки на двигатель и условий его работы. Электронный блок управления (ЭБУ) определяет количество впрыскиваемого в цилиндры топлива и точное опережение зажигания, благодаря получаемой в виде электрических сигналов информации от датчиков, а именно: данные о температуре, положении и частоте вращения коленчатого вала, расходе поступающего в двигатель воздуха, степени сжатия, угле опережения. Система впрыска «Motronic» снабжена датчиком детонации в каждом ряду цилиндров, что позволяет ЭБУ точно согласовывать управление впрыском и воспламенением для цилиндров в каждом ряду и соответственно синхронизировать моменты сжатия.
Рис. 17. Общий вид двигателя VR6 в сборе
Сегодня для «Volkswagen» является почти обычным делом устанавливать на свои автомобили нейтрализатор и датчик кислорода, которые обеспечивают обратную связь. Датчик отслеживает концентрацию кислорода в отработавших газах, а ЭБУ по его сигналам поддерживает такое соотношение воздух/топливо, которое обеспечивает наиболее эффективную работу нейтрализатора. Общий вид двигателя VR6 в сборе представлен на (рис. 17).
Внимание! Для того чтобы обеспечивать двигатель при прочих нормальных условиях хорошей воздушно-топливной смесью должен использоваться неэтилированный бензин с октановым числом не ниже 95.
(Статья перепечатана отсюда AutoInstruction)