В блоге:

2016-07-31

Мотор PowerTech 3.7 V6 (EKG) и еще про V6 90°

На моем Jeep Cherokee установлен бензиновый двигатель V6 объемом 3.7л. Нельзя назвать этот мотор выдающимся, даже фанаты крайслеровских автомобилей с некоторой прохладой к нему относятся, хотя, на мой взгляд, вполне приличный бытовой мотор с некоторыми непривычными (особенно по сравнению с японскими этих лет) решениями.




Если смотреть историю, то в 1999 году на втором поколении Grand Cherokee появился новый двигатель V8 объемом 4.7л (EVA, диаметр цилиндра 93 мм, ход поршня 86.5 мм) так называемого семейства PowerTech. Чуть позже он появился на Dodge под названием Magnum, хотя к предыдущим Magnum (развитие LA) отношения не имеет - это новый мотор, идея которого, по слухам, исторически идет даже не от Крайслера, а от AMC. А в 2002 году в этом семействе появился и V6 объемом 3.7л (EKG, диаметр цилиндра те же 93 мм, но ход поршня 90.8 мм). Оба этих мотора (V8 и V6) объединяет многое, но самое главное - это использование развала цилиндров в 90°.

Вообще, угол 90° не является оптимальным для моторов V6 (для них лучше 60°). Обычно использование 90° вызвано двумя причинами: унификация с моторами V8 (там 90° как раз оправданы) или уменьшение высоты мотора (например, этим увлекалась Honda в двигателях C-серии, где как раз был развал 90° у V6, что для японцев очень и крайне нетипично).

У всех моторов V6 с углом 90° есть проблема конфигурации коленвала. Можно сделать коленвал в стиле V8: использовать одну общую шатунную шейку для двух цилиндров, расположенных напротив друг друга. Это проще, надежнее, но возникает проблема вспышек в цилиндрах, ведь при такой конфигурации между ними получается неравномерное чередование 90°-150°-90°-150°-90°-150° (всего 720° по коленвалу).

В качестве известного примера можно упомянуть грузовой мотор ЯМЗ-236 - это V6 версия мотора V8 ЯМЗ-238. И на этом V6 моторе с развалом 90° используются общие шейки для пары цилиндров, что отрицательно влияет на равномерность работы мотора, особенно на холостых оборотах. Но для грузового, тем более дизельного мотора это терпимо. Другой пример мотора - это тракторный СМД-60/62. Этот тот редкий случай, когда угол в 90° был выбран в том числе для упрощения конструкции коленвала (общие шейки), а равномерность никого не волновала. А еще, по некоторым данным, конфигурация V6 90° с общими шейками используется в современных турбонаддувных моторах 1.6л Формулы-1.

А вот попытки использовать неравномерные вспышки в серийных легковых моторах V6 90° оказались не особо веселыми. Известный в этом контексте старый мотор Buick V6 в версии odd fire получил кучу негативных отзывов и со временем перешел на равномерные вспышки (even fire).

Для равномерности вспышек (через 120°) используется более сложный коленвал с раздельными шатунными шейками. Но при такой конфигурации возникает проблема уравновешивания момента сил инерции первого порядка (в моторах с общими шатунными шейками это обеспечивается нащечными противовесами). Здесь уже решает сам производитель. Эффективным является использование балансирного вала, но иногда обходятся и без него (на той же упомянутой C-серии Honda он был только на некоторых моторах).

Вернусь к своему мотору PowerTech V6 3.7. Его 90° развал вызван унификацией с V8. Вспышки равномерные, что обеспечивается раздельными шатунными шейками:




И, в отличие, от V8 появился балансирный вал для борьбы с упомянутыми моментами сил инерции первого порядка. Но все равно мотор не ощущается особо уравновешенным даже по сравнению с V6 60°, не говоря уж про отличные в этом плане рядные шестерки. Но зато унификация с V8 и сравнительно небольшая высота и длина мотора.

Блоки моторов PowerTech V6 и V8 чугунные, но, в отличие от предшественников Magnum/LA (OHV), головки стали алюминиевые с одним верхним распредвалом в каждой (SOHC). Но так и осталось по два клапана на цилиндр. Нажатие на клапаны через рокеры и гидрокомпенсаторы. Привод распредвалов цепной (всего три цепи):




Естественно, никаких регулировок фаз газораспределения нет. Все топорно.

В отличие от PowerTech V8, у V6 во всех версиях этого мотора используется только одна свеча зажигания на цилиндр. Опять же по слухам, V6 и ранние V8 делались под использование медных свечей. Не знаю, насколько это правда, но по каталожному номеру идут именно медные свечи. Каждая свеча использует индивидуальную катушку зажигания.

Нумерация цилиндров V6 у левой головки 1-3-5, у правой - 2-4-6. Порядок работы цилиндров: 1-6-5-4-3-2, т.е. порядок вспышек чередуется по головкам (левая-правая), поэтому, увы, у этого мотора отсутствует характерное для классических (crossplane) V8 булькание-бормотание выхлопа. Звук V6 более банальный.

Вообще, в отличие от V8, у V6 было не так много изменений. Он выпускался с 2002 до 2012 года, ставился на Jeep Liberty/Cherokee (KJ, KK), Jeep Grand Cherokee (WK/WH), Jeep Commander (XK) и некоторые модели Dodge. В основном буду рассказывать про версию для KJ.

Для расчета смесеобразования блоком управления используется MAP с отдельным датчиком температуры воздуха на входе. Есть два датчика детонации (по одному на каждую головку), что выгодно отличает V6 от V8, у которого на первых базовых версиях вообще не было датчиков детонации.

Используются четыре обычных (не широкополосных) датчика кислорода: по два на сторону.

Привод агрегатов сделан в современной манере - одним ремнем (6PK):




Натяжитель ремня автоматический (пружинный).

Еще одна примета времени - это пластиковый впускной коллектор.

В 2004 был переход с блоков управления JTEC на NGC (который стал заодно управлять АКПП).

В 2005 были некоторые изменения, связанные с камерой сгорания и клапанами (вроде бы, изменился профиль кулачков, гидрокомпенсаторы и поршневые кольца), крышки головок стали пластиковыми. Целью, по некоторым данным, было улучшение равномерности работы. Степень сжатия, судя по разным источникам, поднялась с 9.6 до 9.7. Вообще, мотор весьма спокойно воспринимает бензин АИ-92, степень сжатия не особо высокая и есть, как уже упомянул, датчики детонации.

В 2007 было следующее изменение: появился EGR (на левой головке блока), вместо тросика используется "электронная педаль газа" (соответственно, убран регулятор холостого хода IAC). Рекомендованным стало масло 5W-20 вместо 5W-30. У меня именно такой мотор.

В целом, как видно, мотор не особо прогрессивный, поэтому большой мощностью похвастаться не может. В разных источниках указаны значения от 204 до 215 л.с. У меня в ПТС указано 204 (видимо, это желание ограничить мощность уровнем 150 кВт).

Внешняя скоростная характеристика одной из первых версий для США:


(200 lb ft - это примерно 271 Нм)

Из недостатков обычно (кроме низкой литровой мощности) упоминают несколько грубоватую работу (в плане вибраций и шума) и относительно большой расход (но и у автомобилей, где используется этот двигатель, довольно немалая масса).

Есть две фамильные (для V-образных PowerTech) проблемы: выпадание седел клапанов из головок и залипание гидрокомпенсаторов.

Выпадание седел клапанов вызвано слабой их посадкой в алюминиевой головке. При перегреве клапанов вероятность выпадения седел повышается. Я не знаю, были ли изменения для  решения этой проблемы. На практике проблема довольно редкая, больше этому подвержены V8 первых лет выпуска, особенно при использовании газового оборудования.

Залипание гидрокомпенсаторов более распространено. Кроме ухудшения характеристик мотора оно может привести и вовсе к выпадению рокера, и тогда соответствующий клапан цилиндра полностью перестает открываться. Причина традиционна для нынешних моторов: от густого масла или затянутых сроков замены забиваются каналы. Опять же, я не знаю, связаны ли с решением проблемы изменения 2005 года или переход на 5W-20 в 2007 году. Некоторые пытаются решать проблему заменой гидрокомпенсаторов на регулируемые вручную опоры (есть такие сторонних производителей), но не могу назвать это удачным вариантом.

В остальном все достаточно типично: нужно следить за цепями и их натяжителями, водяным насосом, системой вентиляции картера, не перегревать, не лить слишком густое масло, не затягивать сроки его замены и т.д. и т.п.

И, кстати, о системе охлаждения. В базовой версии Liberty/Cherokee (KJ) используется только электрический вентилятор. Но есть и "heavy duty" версия охлаждения, в которой используются совместно электрический вентилятор и механический, который приводится через вязкостную муфту от водяного насоса. Интересно, что электрический вентилятор в этой схеме расположен между механическим и радиатором и служит не только для работы кондиционера, но и как штатное (не аварийное) охлаждение основного радиатора. И вязкостная муфта дает сравнительно слабое зацепление в обычном режиме (для уменьшения скорости вращения механического вентилятора). У меня как раз heavy duty версия охлаждения.

На моторах PowerTech V6 и V8 используются довольно мощные генераторы. У меня 136А, хотя на V6 бывают штатно и генераторы на 160А, если правильно помню.


Что касается развития линейки моторов, то со временем двигатели PowerTech V6 и V8 были заменены моторами Pentastar V6, более современными и с оптимальным углом развала 60°. Хотя, на мой взгляд, Pentastar очень уж типовой и не особо интересный современный мотор.



Еще по этой теме:
Изображения из альбомов:

0 коммент.:

Отправить комментарий

Архив блога