Системы выпуска воздуха и рециркуляции отработавших газов ЗМЗ-51432

Система впуска воздуха и выпуска отработавших газов ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

В дизельном двигателе ЗМЗ-51432 применена четырех клапанная на один цилиндр система газораспределения, которая позволяет значительно улучшить наполнение и очистку цилиндров по сравнению с двух клапанной, а также в совокупности с винтовой формой впускных каналов обеспечить вихревое движение воздушного заряда для лучшего смесеобразования.

Рис. 70. Общий вид системы подачи воздуха и выпуска ОГ

• 1 – воздушный фильтр;
• 2 – патрубок соединительный (D70);
• 3 – датчик массового расхода воздуха;
• 4 – патрубок соединительный угловой (D70);
• 5 – патрубок соединительный (D60);
• 6 – патрубок воздухоподающий с дроссельной заслонкой;
• 7 – труба впускная;
• 8 – воздуховод (D70);
• 9 – охладитель рециркулируемых газов;
• 10 – шланг вентиляции;
• 11 – клапан рециркуляции отработавших газов (ОГ);
• 12 – трубка рециркуляции ОГ;
• 13 – выпускной коллектор;
• 14 – турбокомпрессор;
• 15 – воздуховод (D36х50);
• 16 – патрубок впускной турбокомпрессора;
• 17 – патрубок соединительный (D50);
• 18 – охладитель надувочного воздуха;
• 19 – воздуховод (D50х60).

Система впуска воздуха (рис. 70) включает в себя: воздушный фильтр 1 с насадком и резонаторным шлангом, воздуховоды 8, 15 и 19, впускной патрубок турбокомпрессора 16, турбокомпрессор 14, соединительные патрубки 2, 4, 5 и 17, охладитель надувочного воздуха 18, патрубок воздухоподающий с дроссельной заслонкой 6, впускную трубу 7.

Подача воздуха при запуске двигателя и на минимальных оборотах холостого хода осуществляется за счет разрежения, создаваемого поршнями в цилиндрах двигателя, а по мере роста частоты вращения коленчатого вала и увеличения топливоподачи (нагрузки на двигатель) – регулируемым турбокомпрессором с перепуском отработавших газов WGT (рис. 71).

Выпуск отработавших газов (рис. 70) осуществляется через выпускные клапаны, выпускные каналы головки цилиндров, чугунный выпускной коллектор 13, корпус турбины турбокомпрессора 14 в приемный патрубок трубы глушителя, нейтрализатор, глушитель и далее по системе выпуска автомобиля в атмосферу.

Турбокомпрессор УАЗ-Патриот (рис. 71) – является одним из основных агрегатов системы впуска воздуха и выпуска отработавших газов, от которого зависят эффективные показатели двигателя – мощность и крутящий момент, а также экономичность и токсичность. Турбокомпрессор использует энергию отработавших газов для подачи воздушного заряда в цилиндры.

Колесо турбины и колесо компрессора находятся на общем валу, который вращается в плавающих радиальных подшипниках скольжения. При соблюдении правил эксплуатации, использовании рекомендованных моторных масел, масляных фильтров и качественных воздушных фильтров, их своевременной замены срок службы турбокомпрессора совпадает с ресурсом двигателя.

Турбокомпрессор ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

Рис. 71. Турбокомпрессор ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот

• 1 – корпус турбины;
• 2 – пневмопривод перепускного клапана;
• 3 – корпус компрессора;
• 4 – корпус подшипников;
• 5 – идентификационная табличка турбокомпрессора;
• 6 – канал для перепуска ОГ минуя турбинную ступень;
• 7 – клапан перепуска ОГ минуя турбинную ступень (WG);
• 8 – очищенный воздух;
• 9 – сжатый в компрессорной ступени воздух;
• 10 – ОГ;
• 11 – подвод смазочного масла из ЦММ двигателя;
• 12 – слив масла.

Система рециркуляции отработавших газов ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

Система рециркуляции отработавших газов (СРОГ) УАЗ-Патриот служит для снижения выброса токсичных веществ (NOx – оксиды азота) с отработавшими газами путём подачи части отработавших газов из выпускного коллектора в цилиндры двигателя.

Эффект рециркуляции, снижающей уровень эмиссии NOx, основывается на двух действиях: снижении концентрации кислорода в камере сгорания; снижении температуры в цилиндре благодаря более высокой теплоемкости инертных газов, которые не участвуют в реакции (например, СО2).

Система рециркуляции включает охладитель рециркулируемых газов 6, в котором перепускаемые отработавшие газы отдают излишнее тепло охлаждающей жидкости, подводимой из системы охлаждения двигателя (рис. 72).

Схема системы рециркуляции СРОГ ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

Рис. 72. Схема системы рециркуляции СРОГ ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

• 1 – выпускной коллектор;
• 2 – корпус турбины;
• 3 – корпус компрессора;
• 4 – трубка рециркуляции;
• 5 – клапан рециркуляции;
• 6 – охладитель рециркулируемых газов;
• 7 – патрубок воздухоподающий с дроссельной заслонкой;
• 8 – впускная труба;
• 9 – пневмокамера;
• 10 – клапан;
• 11 – разъем датчика положения штока клапана (не используется);
• 12 – патрубок подвода вакуума (D4).

При подаче разрежения от вакуумного насоса в пневмокамеру 9 клапана рециркуляции шток с клапаном 10 поднимаются, в результате чего происходит перепуск части отработавших газов из выпускного коллектора 1 по трубке рециркуляции 4, охладителю рециркулируемых газов 6 во впускную трубу 8 и, после смешивания с охлажденным надувочным воздухом, в цилиндры двигателя.

Рециркуляция отработавших газов осуществляется по программе, заложенной в памяти блока управления двигателем в зависимости от показаний датчиков температуры охлаждающей жидкости, положения педали акселератора, массового расхода воздуха и частоты вращения коленчатого вала.

Трубка рециркуляции (рис. 73) служит для подачи рециркулируемых ОГ из выпускного коллектора к клапану рециркуляции. Трубка изготовлена из нержавеющей стали толщиной 0,4 мм.

Внешний вид трубки рециркуляции

Рис. 73. Внешний вид трубки рециркуляции

• 1 – крепежный фланец;
• 2 – самоуплотняющийся конец.

Охладитель рециркулируемых газов (ОРГ) (рис. 74) предназначен для снижения температуры рециркулируемых ОГ.

Внешний вид и устройство охладителя рециркулируемых газов (ОРГ) УАЗ-Патриот

Рис. 74. Внешний вид и устройство охладителя рециркулируемых газов (ОРГ) Уаз-Патриот

• 1 – сердцевина теплообменника,
• 2 – подводящий ОГ колпак с фланцем для крепления КРОГ,
• 3 – отводящий ОГ колпак с фланцем для крепления к впускной трубе,
• 4 – фланец для подсоединения к впускной трубе,
• 5 – фланец для подсоединения КРОГ,
• 6 – патрубок для подачи ОЖ в теплообменник,
• 7 – патрубок для отвода ОЖ из теплообменника,
• 8 – хомут с опорой для крепления теплообменника к крышке клапанов.

ОРГ представляет собой кожухо-трубный теплообменник состоящий из сердцевины 1, подводящего 2 и отводящего 3 ОГ колпаков с крепежными фланцами 4 и 5, патрубков 6 и 7 для подвода и отвода ОЖ из системы охлаждения двигателя.

Сердцевина теплообменника состоит из 30 трубок изготовленных из нержавеющей стали образующих суммарную поверхность, участвующую в теплообмене, площадью — 0,123 м2.

В теплообменнике для обеспечения максимальной эффективности теплообмена движение ОЖ осуществляется навстречу потоку рециркулируемых ОГ т.н. «перекрест с противотоком».

Клапан рециркуляции отработавших газов (КРОГ) (рис. 75) пневматический с датчиком положения штока. КРОГ регулирует расход рециркулируемых газов. Регулирование осуществляется путем подачи в пневмокамеру КРОГ разряжения соответствующей величины от электропневматического преобразователя давления (модулятора).

Внешний вид клапана рециркуляции отработавших газов ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

Рис. 75.

• 1 – корпус;
• 2 – пневмокамера;
• 3 – патрубок для подвода разряжения;
• 4 – датчик положения штока клапана;
• 5 – тарелка клапана.

КРОГ крепиться через уплотняющую прокладку на фланце колпака подводящего ОГ в ОРГ при помощи двух винтов с внутренним шестигранником. Проставка системы рециркуляции отработавших газов изготовлена из листовой стали толщиной 4 мм. Проставка устанавливается между КРОГ и трубкой рециркуляции.

Назначение проставки: дросселирование (ограничение расхода) потока рециркулируемых газов за счет калиброванного отверстия D18 мм, обеспечение условий для самоуплотнения трубки рециркуляции при ее монтаже.

Проставка с трубкой рециркуляции и уплотняющей прокладкой крепятся к клапану рециркуляции отработавших газов при помощи двух фланцевых болтов с шестигранной головкой под ключ S=10 мм и самотопорящихся гаек из жаропрочной стали.

Прокладка клапана рециркуляции отработавших газов (рис. 77) предназначена для уплотнения газовых стыков между деталями системы рециркуляции.

Изготавливается из материала ЛПМ Графлекс Г-2П S12 толщиной 1мм. Для уплотнения газовых стыков «ОРГ — патрубок впускной трубы», «ОРГ — КРОГ», «КРОГ — проставка» применяется прокладка (51432.1213050) с диаметром центрального отверстия 36 мм. Для уплотнения газового стыка «выпускной коллектор — теплоизоляционный экран» применяется прокладка (514.1213050-02) с отверстием 28 мм.

Рис. 77. Внешний вид и расположение прокладок клапана рециркуляции

Вакуумный насос

Вакуумный насос (рис. 78) однолопастного типа, установлен на передней крышке головки цилиндров.

Рис. 78. Вакуумный насос ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот

• 1 – передняя крышка головки цилиндров;
• 2 – звездочка привода вакуумного насоса;
• 3 – штуцер подачи масла в вакуумный насос;
• 4 – корпус вакуумного насоса;
• 5 – штуцер для подсоединения вакуумного шланга;
• 6 – болт полый;
• 7 – шайбы уплотнительные;
• 8 – клапан противодренажный пластинчатый;
• 9 – насадка лопатки;
• 10 – лопатка;
• 11 – вал.

Вакуумный насос предназначен для создания разрежения, используемого в гидровакуумном усилителе тормозной системы автомобиля и для управления системой рециркуляции ОГ.

Привод вакуумного насоса осуществляется от цепи привода газораспределительного механизма (рис. 21). Трущиеся поверхности вакуумного насоса смазываются моторным маслом, подаваемым из системы смазки двигателя по штуцеру 3 (подача масла показана на рис. 78 стрелками).

Кроме того, масляная пленка герметизирует зазоры между лопастью и корпусом насоса. Отработавшее масло с воздухом сбрасывается в картер двигателя через пластинчатый клапан 8.

При установке вакуумного насоса на двигатель необходимо убедиться в наличии внутри корпуса смазочного масла, при необходимости, во избежание задиров рабочих поверхностей деталей насоса, при пуске двигателя, его необходимо заполнить через штуцер 3 чистым моторным маслом (20…30 мл), непрерывно прокручивая валик насоса.