K4M 引擎:構造說明

K4M 引擎為汽油、四行程、四汽缸、直列、十六氣門、雙頂置凸輪軸引擎。

汽缸點火順序:1—3—4—2,自飛輪側起算。

供油系統為多點噴射(歐盟四期排放標準)。

引擎、變速箱與離合器構成動力總成——一個以三個彈性橡膠金屬支架固定於引擎室的整體。

右支架固定於正時傳動上蓋,左支架與後支架則固定於變速箱殼體。

K4M 引擎正視圖
圖 1. K4M 引擎(正視圖):1 — 空調壓縮機;2 — 附件傳動皮帶;3 — 發電機;4 — 動力轉向泵;5 — 正時傳動上蓋;6 — 機油加注口蓋;7 — 空氣絕對壓力感知器;8 — 進氣溫度感知器;9 — 爆震感知器;10 — 進氣歧管;11 — 附噴油嘴的燃油共軌;12 — 進氣管;13 — 汽缸頭蓋;14 — 機油尺;15 — 節溫器殼體;16 — 汽缸頭;17 — 冷卻液泵管;18 — 機油不足指示感知器;19 — 塞頭;20 — 飛輪;21 — 汽缸體;22 — 油底殼;23 — 機油濾清器

引擎前方(依汽車行駛方向)配置:進氣管;機油濾清器;機油尺;機油壓力不足指示感知器;附噴油嘴的燃油共軌;爆震感知器;冷卻液泵供給管;發電機;動力轉向泵;空調壓縮機。

K4M 引擎後視圖
圖 2. K4M 引擎(後視圖):1 — 汽缸頭;2 — 汽缸頭蓋;3 — 進氣歧管;4 — 節氣門體;5 — 正時傳動上蓋;6 — 集氣管;7 — 排氣歧管;8 — 正時傳動下蓋;9 — 汽缸體;10 — 附件傳動皮帶;11 — 油底殼;12 — 放油塞

引擎後方配置:

  • 附怠速調節器的空氣濾清器殼體;
  • 附控制含氧感知器的排氣歧管;
  • 起動馬達。

右側 — 冷卻液泵;正時傳動與冷卻液泵傳動(齒形皮帶);附件傳動(多楔皮帶)。

左側配置:飛輪;曲軸位置感知器;節溫器;附冷卻液溫度感知器的節溫器殼體。

上方 — 點火線圈與火星塞;機油加注口;附進氣絕對壓力與進氣溫度感知器的進氣歧管,附節氣門位置感知器的節氣門體。

引擎汽缸體以鑄鐵鑄造,汽缸直接搪於汽缸體內。

汽缸體下部有五個曲軸主軸承座,附可拆卸軸承蓋,以專用螺栓固定於汽缸體。

汽缸體上的軸承孔係在軸承蓋裝上後加工,因此軸承蓋不可互換,並於外表面打上標記以資區別(軸承蓋編號自飛輪側起算)。

中間軸承座的端面上設有止推半圓環的槽,用以防止曲軸軸向移動。

為在引擎運轉時冷卻活塞,活塞底部由機油經專用噴嘴自下方噴灑;噴嘴壓入汽缸體,位於第二與第四主軸承座區域(軸承座兩側)。

曲軸具有五個主軸頸與四個連桿軸頸。

曲軸主軸承與連桿軸承軸瓦為鋼製薄壁,工作表面覆有減摩塗層。

曲軸設有四個與軸一體鑄成的平衡重。

為將機油自主軸頸輸送至連桿軸頸,軸頸與曲柄臂內設有油道。

曲軸前端(軸頸)裝有:機油泵傳動鏈輪、正時傳動(ГРМ)齒形皮帶輪與附件傳動皮帶輪。

齒形皮帶輪以凸起固定於軸上,凸起嵌入曲軸軸頸上的槽。

附件傳動皮帶輪亦以同樣方式固定於軸上。

曲軸由兩個油封密封:一個(正時傳動側)壓入汽缸體蓋,另一個(飛輪側)壓入由汽缸體與主軸承蓋表面形成的槽中。

飛輪以七顆螺栓固定於曲軸法蘭。

飛輪以鑄鐵鑄造,並壓有鋼製齒圈以供起動馬達起動引擎。此外,飛輪上切有供曲軸位置感知器使用的齒圈。

K4M 引擎左視圖(依汽車行駛方向)
圖 3. K4M 引擎(左視圖,依汽車行駛方向):1 — 飛輪;2 — 空調壓縮機;3 — 機油濾清器;4 — 冷卻液泵供給管;5 — 發電機;6 — 節溫器殼體;7 — 動力轉向泵;8 — 汽缸頭;9 — 進氣歧管;10 — 汽缸頭蓋;11 — 汽缸頭水套蓋;12 — 冷卻液溫度感知器;13 — 汽缸體;14 — 排氣歧管上隔熱罩;15 — 排氣歧管;16 — 排氣歧管下隔熱罩;17 — 排氣歧管支架

連桿為鍛鋼、工字形斷面,與軸承蓋一併加工。

軸承蓋以專用螺栓與螺帽固定於連桿。

連桿以其下端(曲柄端)頭部經軸瓦與曲軸連桿軸頸連接,上端頭部則經活塞銷與活塞連接。

活塞銷為鋼製、管狀斷面。

活塞銷壓入連桿上端頭部,並在活塞銷孔中自由轉動。

活塞以鋁合金製成。

活塞裙部形狀複雜:縱斷面呈桶形,橫斷面呈橢圓形。

活塞上部切有三道活塞環槽。

上方兩道為壓縮環,下方一道為刮油環。

K4M 引擎汽缸頭
圖 4. K4M 引擎汽缸頭:1 — 進氣門;2 — 排氣門

汽缸頭以鋁合金鑄造,四個汽缸共用。

汽缸頭以兩個定位套筒定位於汽缸體上,並以十顆螺栓固定。

汽缸體與汽缸頭之間裝有無收縮金屬墊片。

汽缸頭相對兩側設有進氣道與排氣道窗口。

火星塞裝於各燃燒室中央。

氣門為鋼製,在汽缸頭中呈兩列 V 形排列,每缸兩個進氣門與兩個排氣門。

進氣門盤較排氣門盤大。

氣門座與氣門導管壓入汽缸頭。

氣門導管上方裝有氣門油封。

氣門在彈簧作用下關閉。

彈簧下端支撐於墊圈,上端支撐於由兩片鎖片固定的氣門盤。

鎖片組合後外部呈截錐形,內部設有支撐凸緣,嵌入氣門桿上的槽中。

汽缸頭上部的兩個凸輪軸。

一軸驅動正時機構的進氣門,另一軸驅動排氣門。

每軸設有八個凸輪——相鄰一對凸輪同時控制各汽缸的氣門(進氣或排氣)。

凸輪軸構造的特點是凸輪壓裝於管狀軸上。

K4M 引擎左視圖(傳動側)
圖 5. K4M 引擎(左視圖,依汽車行駛方向):1 — 附件傳動皮帶;2 — 附件傳動皮帶輪;3 — 汽缸體;4 — 排氣歧管下隔熱罩;5 — 排氣歧管上隔熱罩;6 — 控制含氧感知器;7 — 排氣歧管;8 — 正時傳動下蓋;9 — 正時傳動上蓋;10 — 節氣門體;11 — 進氣歧管;12 — 動力轉向泵皮帶輪;13 — 皮帶支撐滾輪;14 — 發電機;15 — 皮帶張緊器滾輪;16 — 空調壓縮機皮帶輪;17 — 油底殼

凸輪軸軸承座(每軸六個)為分開式——設於汽缸頭與汽缸頭蓋中。

凸輪軸由曲軸皮帶輪經齒形皮帶驅動。

各凸輪軸齒形皮帶輪側設有止推凸緣,組裝時嵌入汽缸頭槽中,以防止軸的軸向移動。

凸輪軸皮帶輪並非以緊配合、鍵或銷固定於軸上,而僅靠鎖緊皮帶輪固定螺帽時在皮帶輪與軸端面間產生的摩擦力固定。

凸輪軸軸頸由套於軸頸上並壓入汽缸頭與汽缸頭蓋表面所形成槽中的油封密封。

搖臂支撐於液壓挺柱球頭
圖 6. 搖臂支撐於液壓挺柱球頭,另一端作用於氣門桿端

氣門經搖臂由凸輪軸凸輪驅動。

為延長凸輪軸與搖臂壽命,軸的凸輪經搖臂軸上轉動的滾輪作用於搖臂。

氣門搖臂液壓挺柱
圖 7. 氣門搖臂液壓挺柱

氣門搖臂液壓挺柱裝於汽缸頭槽中。

機油自汽缸頭油道經液壓挺柱殼體上的孔進入挺柱內部。

液壓挺柱自動確保凸輪軸凸輪與搖臂滾輪間無間隙接觸,補償凸輪、搖臂、氣門桿端、氣門座與氣門盤斜面的磨損。

引擎潤滑為複合式。

機油在壓力下供至曲軸主軸承與連桿軸承、凸輪軸軸承及氣門搖臂液壓挺柱。

引擎其他部件以飛濺方式潤滑。

潤滑系統壓力由齒輪式機油泵產生,機油泵位於油底殼中並固定於汽缸體。

機油泵剖面
圖 8. 機油泵:1 — 從動傳動鏈輪;2 — 泵殼體;3 — 附集濾器的泵殼體蓋

機油泵由曲軸經鏈傳動驅動。

泵傳動主動鏈輪裝於曲軸上位於汽缸體蓋下方。

鏈輪上設有圓柱形帶,曲軸前油封在其上工作。

鏈輪以無緊配合裝於曲軸上,且未以鍵固定。

組裝引擎時,泵傳動主動鏈輪被夾緊於正時傳動齒形皮帶輪與曲軸凸肩之間,係因附件傳動皮帶輪固定螺栓收緊零件組所致。

曲軸扭矩僅靠鏈輪、齒形皮帶輪與曲軸端面間的摩擦力傳遞至鏈輪。

若附件傳動皮帶輪固定螺栓鬆動,機油泵傳動主動鏈輪可能在曲軸上打滑,導致引擎機油壓力下降。

拆下油底殼後的機油泵傳動
圖 9. 機油泵傳動(油底殼已拆下):1 — 附件傳動皮帶輪;2 — 汽缸體蓋;3 — 泵傳動主動鏈輪;4 — 傳動鏈;5 — 機油泵;6 — 曲軸;7 — 汽缸體

集濾器與機油泵殼體蓋製成一體。

泵蓋以五顆螺絲固定於泵殼體。

減壓閥位於泵殼體蓋中,並由彈簧固定器防止脫落。

機油自泵經機油濾清器進入汽缸體主油道。

機油濾清器為全流式、不可分解。

機油自主油道供至曲軸主軸承、活塞冷卻噴嘴,隨後(經曲軸油道)供至連桿軸承。

機油經汽缸體兩條垂直油道自主油道供至汽缸頭——至凸輪軸兩端軸承座(塞頭側)及氣門液壓挺柱。

機油經凸輪軸兩端軸頸的槽與鑽孔進入軸內,再經其他軸頸的鑽孔供至凸輪軸其餘軸承。

機油自汽缸頭經垂直油道流回引擎油底殼。

曲軸箱通風系統為密閉、強制式。

自汽缸燃燒室經活塞環進入引擎曲軸箱的氣體,經汽缸體與汽缸頭中的通道進入汽缸頭蓋。

通過位於汽缸頭蓋中的油氣分離器後,曲軸箱氣體除去機油顆粒,隨後經空氣濾清器殼體、節氣門體、進氣歧管與進氣管進入引擎汽缸。

控制、供油、冷卻與廢氣排放系統於相關文章中說明。