Двигатели Freelander 2

  Мощный и развивающий огромный крутящий момент 3,2-литровый рядный 6-цилиндровый бензиновый двигатель i6 является новым для компании в 2006 году. Он обеспечивает автомобилю Freelander 2 дорожные качества, сравнимые с показателями многих компактных легковых автомобилей с кузовом "седан": разгоняется с места до скорости 96 км/ч за 8,4 с (до 100 км/ч за 8,9 с) и развивает максимальную скорость 200 км/ч. Но что более важно для современных условий движения, так это впечатляющее ускорение при резком нажатии на педаль акселератора.

Максимальная мощность составляет 233 л.с. (171 кВт) при 6300 об/мин, а максимальный крутящий момент - 317 Нм при 3200 об/мин. Эти значения намного выше показателей двигателя V6 прежней модели Freelander (177 л.с./130 кВт, 240 Нм). Остальные характеристики также намного лучше, чем у прежнего автомобиля, например, средний расход топлива уменьшен на 10%.

Шестицилиндровый двигатель представляет собой искусное сочетание рядной компоновки - это по существу наиболее совершенная и уравновешенная компоновка - с исключительно компактными размерами. Данное обстоятельство позволило расположить двигатель поперечно, улучшив компоновку салона и увеличив пространство впереди и позади двигателя, что повысило эффективность систем безопасности автомобиля.

Ключевым элементом этой новой компактной конструкции является уникальная и передовая система заднего расположения привода навесного оборудования (READ). У обычных двигателей привод распределительных валов и другого оборудования (включая генератор, жидкостный насос и компрессор кондиционера) с помощью цепей и ремней расположен спереди. На новом двигателе этот привод перенесен на заднюю сторону, к которой крепится коробка передач, что значительно уменьшило длину силового агрегата. В итоге получился очень короткий двигатель - его длина составляет всего 600,5 мм. Это позволило установить рядный 6-цилиндровый двигатель поперек моторного отсека и усовершенствовать конструкцию сминаемых при столкновении элементов кузова, расположенных вокруг него.

Рядный 6-цилиндровый двигатель i6 имеет блок, головку и опорную плиту из алюминиевого сплава, конструкция которых оптимизирована с целью обеспечения баланса между малым весом и жесткостью. Конструктивным элементом стала даже крышка газораспределительного механизма, элементами которой ради снижения веса стали крышки подшипников распределительных валов.

Для улучшения процесса газообмена двигатель имеет два верхних распределительных вала и 24 клапана (по четыре на цилиндр). Этому же способствует запатентованная система изменения профиля кулачков распределительного вала (CPS), которая имеет два полностью отличных друг от друга профиля кулачков привода впускных клапанов, изготовленных на одном и том же распределительном вале. Система управления двигателем определяет, какой профиль кулачка следует использовать в зависимости от условий работы двигателя и управляющего воздействия со стороны водителя. Один профиль идеально подходит для движения с низкими скоростями и при малой нагрузке; другой, обеспечивающий большую высоту подъема клапана, лучше подходит для движения с высокими скоростями и нагрузками. Изменяет профили кулачка оригинальный двойной гидравлический толкатель клапана.

Этот двигатель отличается также системой постоянного изменения фаз газораспределения (VVT), которая непрерывно меняет величину перекрытия клапанов для обеспечения оптимальной мощности и эффективности двигателя и снижения токсичности отработавших газов. Сочетание систем CPS и VVT обеспечивает новому двигателю впечатляющую мощность и широкий диапазон высокого значения крутящего момента и улучшает как характеристики, так и управляемость автомобиля.

Кроме того, применена впускная система переменной длины - она позволяет менять как длину впускного коллектора, так и, что совсем необычно, объем напорной воздушной камеры - для повышения величины крутящего момента при низких и высоких частотах вращения коленчатого вала за счет улучшения наполняемости цилиндров. Благодаря этому величина крутящего момента составляет 80% от максимальной величины во всем диапазоне частот вращения. Другими словами, двигатель всегда обеспечивает водителю крутящий момент величиной не менее 256 Нм при 1400 - 6400 об/мин.

Поршни из алюминиевого сплава, шатуны выкованы из стали, а полноопорный кованый коленчатый вал имеет рабочие поверхности, подвергнутые индукционной закалке. Для экономии места звездочка привода газораспределительного механизма на коленчатом вале объединена в единое целое с зубчатым венцом для стартера и расположена между двигателем и автоматической коробкой передач.

Мощность от системы заднего расположения привода навесного оборудования (READ) передается с помощью шестерни, которая расположена на задней щеке кривошипа коленчатого вала и осуществляет также привод масляного насоса. Эта шестерня приводит механизм с промежуточным валом, на котором расположены две шестерни разного диаметра. Передняя шестерня осуществляет привод генератора, а задняя - верхних распределительных валов с помощью зубчатой цепи, а с помощью поликлинового ремня - насоса гидроусилителя рулевого управления, жидкостного насоса и компрессора кондиционера.

Высокоточная система впрыска топлива имеет по четыре сопловых отверстия на цилиндр, каждый из которых - диаметром 0,29 мм. Способные впрыснуть большое количество топлива (до 250 см?/мин) и при необходимости обеспечить максимальные показатели, они гарантируют точное дозирование при малых нагрузках. В результате рядный 6-цилиндровый двигатель i6 позволил снизить средний расход топлива автомобиля Freelander до величины 11,2 л/100 км.

  Конструкция базового двигателя разрабатывалась партнером Land Rover по Premier Automotive Group компанией Volvo. Изготавливаемый в Бридженде, Уэльс, параллельно с семейством двигателей V8 для моделей Land Rover/ Range Rover, этот двигатель был значительно модернизирован в соответствии с требованиями Land Rover для эксплуатации в условиях бездорожья, включая защиту от проникновения пыли, грязи и воды и обеспечения нормальной работы при движении с большими углами крена.

  Вторым двигателем для Freelander 2 стал новый 2,2-литровый дизельный силовой агрегат TD4 с турбонаддувом, который сочетает высокий крутящий момент и впечатляющее совершенство конструкции.

  Максимальная мощность нового дизельного двигателя составляет 160 л.с. (118 кВт), что намного больше, чем обеспечивал 2,0-литровый дизельный двигатель автомобиля Freelander предыдущего поколения - 112 л.с. (82 кВт). Максимальный крутящий момент увеличился до 400 Нм с прежних 260 Нм. Естественно, что динамические качества автомобиля существенно улучшились. Разгон с места до скорости 96 км/ч занимает 10,9 с. при механической коробке передач по сравнению с 13,2 с. для предыдущего дизельного варианта Freelander. Соответственно, время разгона с места до скорости 100 км/ч занимает 11,7 и 14,4 с. Средний расход топлива - 7,5 л/100 км, что меньше, чем для автомобиля с таким же типом двигателя предыдущего поколения несмотря на возросшую на 43% мощность.

  Использованные в конструкции двигателя TD4 передовые технологии включают изменяемое вихреобразование внутри цилиндров, самое современное третье поколение системы питания с топливной рампой высокого давления, новый турбонагнетатель Garrett с изменяемой геометрией направляющего аппарата, блок цилиндров с двойными стенками и расположенные в картере двигателя уравновешивающие валы. В результате показатели двигателя превышают уровень требований стандарта Euro 4 по токсичности, а применение необслуживаемого сажевого фильтра еще больше снижает уровень токсичности (все приведенные здесь характеристики дизельного двигателя получены без использования устанавливаемого по заказу сажевого фильтра).

  Максимальное значение крутящего момента двигатель развивает уже при очень часто востребованной частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин. Кривая протекания крутящего момента практически плоская, и 80% от его максимального значения двигатель развивает в более чем половине диапазона частот вращения. Впечатляющая величина 200 Нм обеспечивается в диапазоне от 1000 до 4500 об/мин. В итоге автомобиль Freelander 2 с двигателем TD4 отличается отменной реакцией на управляющие воздействия и легкостью управления.

  На автомобиле Freelander 2 с двигателем TD4 и автоматической коробкой передач интенсивный разгон обеспечивается за счет включения на короткий период режима повышения давления наддува (Transient Overboosting). Новый турбонагнетатель GT17B Honeywell Garrett с изменяемой геометрией направляющего аппарата обеспечивает значительное уменьшение времени запаздывания при низких частотах вращения коленчатого вала и высокое значение крутящего момента при средних и высоких частотах. Его рабочее колесо имеет малую массу, что еще больше уменьшает время запаздывания, которое стало практически незаметным.

  Процесс сгорания в двигателе очень эффективен благодаря пьезоэлектрическим форсункам, высокому давлению впрыска топлива и изменяемой геометрии направляющего аппарата турбонагнетателя. Все это способствовало снижению шума сгорания и давления внутри цилиндров. Пьезоэлектрические форсунки обеспечивают точное дозирование топлива, а система питания с топливной рампой высокого давления третьего поколения способна обеспечить давление впрыска 1800 бар, что примерно на 30% выше, чем развивают системы второго поколения. Системы питания с топливной рампой высокого давления могут подавать большое количество топлива при максимальных нагрузках - в этом одна из причин, почему двигатели с такой системой питания обеспечивают намного более высокие характеристики и меньший расход топлива по сравнению с дизельными двигателями прежних конструкций.

  Новая конструкция головки блока цилиндров оптимизирует вихреобразование на всех режимах работы двигателя. На многих дизельных двигателях стараются добиться компромисса между обеспечением достаточно эффективного процесса вихреобразования при малых частотах вращения коленчатого вала и устранением избыточного вихреобразования при высоких скоростях потока газов. На двигателе TD4 эта проблема была решена с помощью новейшей системы отключения впускных отверстий, что одновременно улучшило процессы вихреобразования и сгорания на низких и высоких частотах вращения.

  Для каждого цилиндра предусмотрено два впускных отверстия. Впускной канал для работы при малых частотах вращения подает воздух под большим углом отклонения, чтобы создать завихрение при малой нагрузке на двигатель. Но если требуется увеличение потока газов, открывается второй впускной канал, обеспечивающий подачу большего количества воздуха, но уже без сильного завихрения потока.

  Блок цилиндров изготовлен из чугуна и имеет двойные стенки. Это не только увеличивает его жесткость, но и значительно уменьшает уровень шума. Такой способ чем-то напоминает двойное остекление окон. Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава, а крышка газораспределительного механизма изготовлена из легкого полипропилена с внутренним слоем из шумопоглощающего вспененного материала. Это просто, но очень эффективно, поскольку снижает уровень шума почти в два раза.

  Коленчатый вал изготовлен из катаной стальной отливки и имеет 5 коренных шеек. Двухмассовый маховик сглаживает неравномерность работы двигателя. На переднем носке коленчатого вала установлен демпфер крутильных колебаний, который изолирует его от влияния привода навесного оборудования. Еще больше улучшают работу двигателя TD4 два вращающихся в противоположных направлениях уравновешивающих вала, установленных в картере. Эти валы, вращающиеся со скоростью в два раза большей, чем коленчатый вал, компенсируют естественную вибрацию 4-цилиндрового двигателя, обеспечивая тем самым высокую плавность работы дизельного силового агрегата.

  Двигатель, чей дебют состоялся в 2006 году, является результатом совместного соглашения между Ford Motor Company и PSA Peugeot Citroen, по которому также производится успешный двигатель TdV6, устанавливаемый на автомобили Discovery 3 и Range Rover Sport. Как и в случае с бензиновым двигателем i6, силовой агрегат TD4 специально разработан в соответствии с особыми требованиями компании Land Rover по преодолению водных препятствий и очень крутых склонов, а также по обеспечению наилучшей в своем классе защиты от пыли и грязи.

Новости LR