Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Дизельные двигатели GW4D20/GW4D20B

Установка данного силового агрегата производилось на различные классы транспортных средств, такие как LCV, SUV/MPV, компактные автомобили и на внедорожники Great Wall Motor Company Limited. Моторная установка – это сложное техническое решение, при изготовлении которого осуществляется применение строгих требований к качеству используемых материалов.  Работы по ремонту и обслуживанию должны производить только высококлассные профессионалы.dvigatel-great-wall-gw4d20-650x365.jpg

Автомобили Great Wall, на которые устанавливался GW4D20

Great Wall Hover H5

Самым распространенным автомобилем, на который устанавливался данный двигатель, является Great Wall Hover H5. Выпуск данного китайского автомобиля начался в 2011 году. В технической части автомобиля, помимо дизельного агрегата присутствует алюминиевая раздаточная коробка Кроме того, во всех модификациях присутствует подключаемый полный привод. Передачу крутящего момента осуществляет элетромеханическая муфта. Подвеска транспортного средства: в передней части независимая и многорычажная, в задней части зависимая.

В версию автомобиля в комплектации «Люкс» с данным дизельным двигателем производили установку двух подушек безопасности, системы ABS и EBD, регулируемого рулевого колеса, противотуманных фар, иммобилайзера, электрических стеклоподъемников, кожаного руля,17-дюймовых легкосплавных дисков, электрически регулируемого водительского кресла, камеры вида сзади, обогрева передних кресел, электрически регулируемых зеркал с обогревом, датчиков дождя и света, USB разъема.

Great Wall Hover H6

В 2012 году китайский автомобильный концерн начал выпуск модели Hover H6, с данной силовой установкой под капотом. В отличие от предшественника, это транспортное средство предназначено для городской езды.  Также изменился и внешний вид кроссовера. Участи в разработке принимал создатель Mercedes-Benz M-класс, Матиас Дойфель. Благодаря этому, новый внедорожник Грейт Вол по дизайну мог конкурировать с европейскими конкурентами Honda CR-V и Toyota RAV4.

Помимо дизельного мотора, автомобиль мог оборудоваться 1,5 –литровым и 2,4-литровым бензиновыми двигателями. Расход топлива у них составлял 8 литров в смешанном режиме. Дизельный двухлитровый мотор расходует 7,5 литра на 100 км пробега в смешанном цикле.  Российским покупателям на выбор предоставлялись 3 комплектации Luxe, Elite и Standart.

Базовая версия оборудуется гидравлическим усилителем, электроприводом зеркальных элементов, вертикальной регулировкой рулевого колеса, электрическими стеклоподъемниками, бортовым компьютером и CD-проигрывателем.  В качестве дополнительных опций китайский автомобильный концерн предлагает: Салон из натуральной кожи, улучшенную систему мультимедиа, обогрев сидений, затемненные стекла задней части авто и др.

Конструкция моторной установки GW4D20

Местом расположения серийного номера двигателя является левая часть блока цилиндров.  В целом дизельный двигатель является очень сложным техническим устройством, работа которого основана на преобразовании энергии сгорания топливной жидкости в механическую энергию.  В современном мире существует огромное количество дизельных моторов, однако каждый из них имеет свои особенности и индивидуальные компоненты.  Средний ресурс моторной установки составляет 200 000 км. Если использовать некачественное топливо, то он может значительно уменьшиться.  Слабым местом являются форсунки, которые очень чувствительны к качеству топлива.

Головка и блок цилиндров

ГБЦ располагается над цилиндрами и является одним из элементов, образующих рабочие камеры. Совместно с ней устанавливаются впускные и выпускные клапана, гидравлические компенсаторы, приводные рычаги, распределительные валы и масляные форсунки. Также в ГБЦ присутствуют каналы впуска и выпуска масляной жидкости, а также охлаждающие рубашки, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.  В блоке цилиндров сконцентрированы основные элементы, являющиеся основой для функционирования дизельного мотораdvigatel-great-wall-gw4d20-1-1-650x552.jpg

Кривошипно-шатунный механизм

Предназначением данного устройства является преобразование возвратно-поступательных движений поршневой системы, получаемых в процессе сгорания топливной жидкости в рабочих камерах, во вращательные движения коленчатого вала.  Этот процесс обеспечивает рабочие циклы моторной установки. В состав кривошипно-шатунного механизма входят поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик и другие элементы.

Приводной механизм клапанной системы и механизма

Предназначением данных элементов двигателя Great Wall является: своевременный подъем и опускание клапанов в пуска и выпуска. Благодаря этому обеспечивается максимальное количество воздушной смеси в полость цилиндров и вывод из ни отработанных газов. Данный механизм состоит из впускных и выпускных клапанов, тарелок, пружины, маслосъемных колпачков, приводного ремня, шкива, распределительных валов клапанов впуска и выпуска, рычагов, клапаны приводов, гидравлических компенсаторов и др. Процесс рециркуляции отработанных газов осуществляется за счет электронного клапана EGR и специального системного радиатора EGR. Также данные элементы эффективно снижают содержания Nox в отработанных газах, которые попадают в окружающую среду.

Турбонагнетатель

Основным предназначением турбины является увеличение показателей мощности и крутящего момента. Как известно турбоэлемент в автомобиле нагнетает сжатый воздух в рабочую полость цилиндров. Для осуществления данного процесса используется энергия отработанных газов.  Объем рабочих камер всегда остается неизменным, однако высокая компрессия позволяет подать большое количество воздушной смеси внутрь цилиндров. Это способствует увеличению количества топливной жидкости, впрыскиваемой в рабочие камеры, благодаря чему также повышается эффективность его сгорания.

Система топливного питания

Топливная аппаратура дизельного двигателя GW4D20 обеспечивает подачу топлива в рабочую полость камер сгорания в определенном количестве. Данный процесс осуществляется с помощью давления, параметры которого устанавливаются технической документацией. Для обеспечения оптимальных условий сгорания топливной жидкости, необходимо, что бы давление строго соответствовало техническим нормам. dvigatel-great-wall-gw4d20-2-650x424.jpgЭтот процесс контролирует электронный блок управления, который также должен определять количество топлива, которым необходимо обеспечить рабочие камеры цилиндров, что бы обеспечить необходимый запас мощности.  Топливная система состоит из топливного бака, фильтра, насоса высокого давления, рампы, форсунок, топливных трубок и датчиков и др.

Система смазки

Данная система снижает уровень трения и износ соприкасающихся поверхностей, благодаря смазыванию масляной жидкостью. Также она охлаждает все элементы моторной установки, удаляет нагар и не дает образовываться коррозии. Смазочная система состоит и маслоприемника, масляного насоса, масляного фильтра, масляного радиатора, главной масляной магистрали и датчика давления масляной жидкости.

Охлаждающая система

Работа дизельного мотора не может производиться без выделения большого количества тепла. Охлаждающая система производит отвод тепла от поверхности деталей в заданном температурном режиме. Система охлаждения состоит из радиатора и двух бочков, обеспечивающих его функционирование, расширительного бочка, жидкостного насоса, термостата и вентилятора.

Система зажигания

С помощью системы зажигания мотора, осуществляется проворачивание коленвала с определенной скоростью вращения, которая необходима для запуска. Данная система состоит из стартера, аккумуляторной батареи, свечей накала и других устройств. После запуска совместное функционирование блока цилиндров, ГБЦ, кривошипно-шатунного механизма, приводных клапанов, впускной и выпускной систем ОГ, а также топливной аппаратуры обеспечивает рабочие такты мотора, путем преобразования энергии сгорании топливной жидкости, в механическую энергию.

Важно следить за техническим состоянием данных элементов, поскольку оно непосредственно влияет на эффективную работу моторной установки. Охлаждающая и смазывающая системы не имеют отношения к рабочим циклам напрямую, однако они обеспечивают устойчивость и бесперебойность дизельного мотора.

Технические характеристики двигателя GW4D20

Тип двигателя Турбодизельный, четырехтактный, с системой впрыска Common rail
Количество и расположение цилиндров 4, рядное
Тип топливной жидкости Дизельное
Рабочий объем, куб. см 1996
Степень сжатия 16.7:1
Максимальная мощность, кВт (л.с.) /об/мин 110(150)/4000
Максимальный крутящий момент, Hм/ об/мин. 310 (1800-2800)
Тип трансмиссии 6МКПП, 5АКПП
Колесная формула 4×4
Тип привода Полный
Снаряженная масса, кг 1890|1920
Максимальная скорость, км/ч 150
Время разгона до 0-100 км/ч, сек 11.5
Емкость топливного бака, л 70
Расход топлива
Город/трасса/смешанный режим л/100 км 9,3/6,9/7,8

Дизельный двигатель 2.8 ТСДизельный двигатель GW4D20 (2.0 л)Неисправности двигателяГазораспределительный механизмРазборка ГРМ, замена ремняЗамена топливного фильтраСлив воды из топливного фильтраЗамена моторного масла и фильтраРегулировка оборотов холостого ходаРегулировка теплового зазора клапановПроверка компрессииСнятие крышки ГБЦЗамена переднего сальника коленвалаЗамена заднего сальника коленвалаГБЦ — Снятие , разборка, ремонтКлапаны, сальники, втулкиРаспределительный вал и толкателиЗамена масляного насосаСнятие коленчатого валаСнятие поршней и шатуновСнятие впускного коллектораСнятие выпускного коллектораТопливная система, впрыскЗамена топливных форсунокРазборка топливной форсункиЗамена топливного насосаРегулировка момента впрыска топливаСнятие топливного бакаЗамена указателя уровня топливаЗамена воздушного фильтраСистема охлажденияЗамена радиатораЗамена водяного насосаЗамена термостатаЗамена стартераРазборка стартераЗамена генератораРазборка генератораТурбонаддувСнятие турбокомпрессораЗамена турбонагнетателяЗамена глушителяДефекты поршней дизельных двигателейКоды неисправностейНет мощности при разгоне

Примечание: Двигатели 4GW4D20 и 4GW4D20B с рабочим объемом 2,0 л имеют минимум различий.

Дизельный двигатель GW4D20/GW4D20B с турбонаддувом – это 4-цилиндровый 16-клапанный рядный, 4-тактный мотор. Он оснащен двойным распределительным валом (DOHC), турбонагнетателем с изменяемой геометрией соплового аппарата (VGT, WGT), промежуточным охладителем наддувочного воздуха и другими современными технологиями. Например, электронно управляемыми топливной рампой высокого давления, системой рециркуляции отработавших газов (EGR) и т. д.; Двигатель отличается высокой мощностью и крутящим моментом, топливной экономичностью, надежностью, отличной отзывчивостью как на низких, так и на высоких оборотах, и надежно запускается в условиях низких температур.

Серийный номер турбодизельного двигателя выбит на левой части блока цилиндров.

ОБЩИЙ ВИД НА ТУРБОДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ GW4D20 (С топливной рампой Delphi)

Вид спереди

Вид сзади

1-Сцепление; 2-Стартер; 3- радиатор системы EGR ; 4 Клапан системы EGR; 5-Впускной канал ТНВД; 6-Датчик температуры охлаждающей жидкости; 7-Вакуумный насос; 8- отводящий патрубок системы охлаждения; 9-Канал впуска охлаждающей жидкости; 10 -Отводящий шланг системы охлаждения; 11-Пробка сливного отверстия; 12-Масляный поддон

Вид слева

1-Компрессор кондиционера; 2-патрубок подвода охлаждающей жидкости; 3-ТНВД; 4-Датчик детонации; 5-Впускной коллектор; 6-Впускной воздухопровод; 7-Датчик давления наддува; 8-Клапан системы EGR; 9-Маховик; 10-Стартер; 11-Левая опора двигателя

Вид справа

1-Проушина для подъема двигателя; 2-Турбонагнетатель; З-Отводящий патрубок компрессора; 4-Масляный фильтр; 5-Крышка газораспределительного механизма; 6-Верхняя часть масляного поддона; 7-Нижняя часть масляного поддона; 8-Правая опора двигателя; 9-Датчик давления топлива; 10-Датчик положения коленчатого вала

Вид сверху

1-Топливные форсунки; 2-Турбонагнетатель; 3-Патрубок отвода охлаждающей жидкости; 4-Патрубок подвода горячей охлаждающей жидкости; 5-Датчик давления топлива; 6-Топливная рампа; 7- Клапан системы EGR; 8-Датчик давления наддува; 9-Крышка топливного фильтра; 10-Патрубок подвода топлива к топливной магистрали; 11-Масляный щуп; 12-Ремень привода генератора; 13-Патрубок подвода топлива к топливным форсункам; 14-балластный резистор топливной форсунки; 15-Верхняя часть масляного поддона; 16-Генератор

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И СПЕЦИФИКАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Таблица 2-5-1 Основные технические характеристики двигателя GW4D20/GW4D20B

Параметр Единица измерения Технические характеристики
Модель GW4D20/GW4D20B
Тип Рядный, четырехтактный, с принудительным охлаждением, ш-образными камерами сгорания, 16-клапаный, DOHC, система впрыска с топливной рампой высокого давления и электронным управлением, турбонагнетатель с изменяемой геометрией (VGT, WGT), промежуточный охладитель наддувочного воздуха
Количество цилиндров Цилиндр 4
Диаметр цилиндра х ход поршня мм 83,1×92
Рабочий объем двигателя Л 1996
Степень сжатия 16,7
Номинальная мощность и соответствующая ей скорость вращения коленчатого вала об./мин.  
Макс. Максимальный крутящий Нм/ 310/1800-2800
момент и соответствующая ему скорость вращения коленчатого вала (об./мин.)
Мин. удельный расход топлива г/кВтч 210
Макс. Колебания скорости вращения коленчатого в режиме холостого хода об./мин. 4400
Скорость вращения холостого хода в режиме холостого хода об./мин. 750±50
Топливо Дизельное топливо по стандарту China IV без добавлений моноксида азота
Уровень качества масла 0# автомобильное топливо (дизельное топливо может использоваться зимой при температурах -10 или -20 град. С, -35 град С) (GB19147-2009)
Клапанные зазоры 0 (гидрокомпенсаторы клапанных зазоров)
Порядок работы цилиндров (последовательность впрыска топлива) 1—3—4—2
Направление вращения (при взгляде со стороны маховика) Против часовой стрелки
Макс. давление впрыска топлива бар 1600
Система управление впрыском топлива Электронная
Параметр Единица измерения Технические характеристики
Управление фазами газораспределения (°СА) Предварение открытия впускных клапанов (до ВМТ) °СА 24°
Запаздывание закрытия впускных клапанов (после НМТ) °СА 50°
Предварение открытия выпускного клапана (до НМТ) °СА 86°
Запаздывание закрытия выпускного клапана (после ВМТ) °СА 16°
Тип системы смазки Принудительная с разбрызгиванием
Уровень качества масла API CI-4
Заправочный объем моторного масла л 6
Расхода масла, отнесенный к расходу топлива % < 0,3% (для режима номинальной мощности)
Система охлаждения Жидкостная, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости
Охлаждающая жидкость Высококачественная охлаждающая жидкость на основе этиленгликоля
Заправочный объем охлаждающей жидкости л 3
Нормальная и максимальная рабочая температура охлаждающей жидкости дизельного двигателя, порог открывания малого и большого контуров рубашки охлаждения и направление циркуляции охлаждающей жидкости Нормальная температура охлаждающей жидкости: 80 °С- 90 °С; Максимальная температура охлаждающей жидкости: 110 °С; Температура полного открытия термостата: 80 °С (установлен на входе жидкостного насоса)
Масса нетто двигателя (включая компрессор кондиционера, насос гидроусилителя руля, охлаждающую жидкость) кг  
Габаритные размеры контура (Д х Ш х В), без коробки передач мм  
Турбонагнетатель Макс. скорость вращения об./мин. 210 000
Параметр Единица измерения Технические характеристики
Максимальная рабочая температура °С
Уровень шума дБА 760 VGT/750 WGT
Количество вредных выбросов г/км < 110 (в соответствии со стандартом GB 14097-1999)
В соответствии со стандартом GB 18352.3-2005

Таблица 2-5-2 Технические характеристики основных компонентов электрооборудования турбодизеля GBWD20/GW4D20B

Параметр Единица измерения Технические характеристики
Генератор Номинальное напряжения В 12
Скорость вращения ротора об./мин. 5000
Диапазон скорости вращения об./мин. 900-11000
Направление вращения По часовой стрелке (при взгляде со стороны шкива)
Полярность «отрицательный» провод соединен с «массой» кузова
Режим действия Длительный
Напряжение при больших оборотах двигателя в 14,5 ±0,3
Стартер Напряжение В 12
Выходная мощность кВт 2
Направление вращения По часовой стрелке (при взгляде со стороны ведущей шестерни)
Аккумуляторная батарея Номинальное напряжение В 14
Свечи накаливания Время накаливания с Нагревается до 800 °С за 8 с

Таблица 2-5-3. Диапазон рабочей температуры и давления турбодизеля GW4D20/GW4D20B

Параметр Диапазон температуры Параметр Диапазон давления
Охлаждающая жидкость 80°С-90°С Давление моторного масла в режиме холостого хода >/= 0,3 мПа
Моторное масло Давление моторного масла при калиброванной скорости вращения коленчатого вала >/= 0,4 мПа

Таблица 2-5-4 Спецификации основных компонентов турбодизеля GW4D20/GW4D20B

Название системы Спецификации Название системы Спецификации
Система смазки Масляный насос Роторного типа Система впуска С изменяемой геометрией турбины (VGT) С изменяемой геометрией турбины
Масляный фильтр С цилиндрическим фильтрующим элементом WGT Турбонагнетатель с перепускным клапаном
Топливная система Топливный фильтр DELPHI Интегрального типа, с водоотделителем Система охлаждения Тип насоса Центробежного типа
BOSCH: С цилиндрическим фильтрующим элементом и водоотделителем Высота жидкостного столба (при 4500 об./мин.) 16 м
Xin Feng С цилиндрическим фильтрующим элементом и водоотделителем
Топливный насос высокого давления (ТНВД) DELPHI С двойными плунжерами, лопастного типа, с IMV Тип термостата С восковым рабочим телом
BOSCH: Трехплунжерный насос
Xin Feng Двухплунжерный насос Вакуумный насос Режим действия Длительный
Топливная рампа DELPHI Максимальное давление топлива 1600 бар
BOSCH: Максимальное давление топлива 1600 бар Макс, скорость вращения 2800
Xin Feng Максимальное давление топлива 1600 бар
Тип топливных форсунок DELPHI С 7 распылительными отверстиями Макс степень разряжения 90
BOSCH: С 6 распылительными тверстиями Время достижения степени разряжения Время додостижения 50 кПа < 5 (400 об./мин.)
Xin Feng С6 распылительными отверстиями

Конструкция двигателя

Дизельный двигатель — сложное техническое устройство, преобразующее энергию сгорания топлива в механическую. Несмотря на то, что существует множество различных типов дизельных двигателей, отличающихся друг от друга конструктивными особенностями, в каждом из них используются следующие компоненты и системы:

1.    Головка блока цилиндров и блок цилиндров

Рис. 2-1-1. Головка блока цилиндров и блок цилиндров

Головка блока цилиндров закрывает сверху цилиндры и образует камеры сгорания. Головка блока цилиндров устанавливается вместе с впускными и выпускными клапанами, рычагами привода клапанов, гидрокомпенсаторами, распределительными валами впускных и выпускных клапанов, масляными форсунками и т. д. В головке блока цилиндров располагаются впускные и выпускные каналы, а также каналы рубашки охлаждения для циркуляции охлаждающей жидкости. Блок цилиндров используется для установки систем и механизмов дизельного двигателя; это «основание» дизельного двигателя.

2.    Кривошипно-шатунный механизм

Рис. 2-1-2. Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательные движения поршня (в цилиндре), возникающие в результате сгорания топлива во вращательное движение коленчатого вала, обеспечивая тем самым рабочие циклы двигателя. Кривошипно-шатунный механизм состоит из поршней, шатунов, коленчатого вала, маховика и т. д.

3.    Механизм привода клапанов и системы впуска/выпуска отработавших газов

Рис. 2-1-3. Механизм привода клапанов

Механизм привода клапанов и система впуска/выпуска отработавших газов используются для своевременного подъема и опускания впуск-ных/выпускных клапанов с целью обеспечения подачи максимально возможного количества воздуха в цилиндры и отвода из них отработавших газов.

Рис. 2-1-4. Системы впуска/выпуска отработавших газов

Он состоит из компонентов, связанных с клапанами (впускные и выпускные клапаны, сухари, тарелки, пружина, тарелка пружины чашки пружины, маслосъемный колпачок и т. д.), механизмов привода (ремень, шкив, распределительные валы впускных/выпускных клапанов, рычаги привода клапанов, гидрокомпенсаторы и т. д..), воздушного фильтра, выпускных каналов, впускного/выпускного коллекторов и т. д. Клапан системы EGR с электронным управлением и радиатор системы EGR, которые входят в состав систем впуска/выпуска отвечают за рециркуляцию отработавших газов и способствуют эффективному снижению содержания Nox в отработавших газах.

4. Турбонагнетатель

Рис. 2-1-5 Турбонагнетатель

Турбонагнетатель используется для нагнетания сжатого воздуха в цилиндры за счет использования энергии отработавших газов. Несмотря на то, что рабочий объем цилиндров остается неизменным, количество подаваемого в них воздуха увеличивается за счет компрессии. Это позволяет увеличить количество впрыскиваемого в цилиндры топлива и повысить эффективность его сгорания, что в свою очередь позволяет получать прирост мощности и крутящего момента дизельного двигателя.

5. Топливная система

Рис. 2-1-6 Топливная система

Топливная система дизельного двигателя подает топлива в камеры сгорания в количестве и под давлением, установленными в технической документации, обеспечивая оптимальные условия для сгорания дизельного топлива; в то же время она регулирует подачу топлива в количестве, необходимом для обеспечения требуемого запаса мощности в зависимости от нагрузки. В состав топливной системы входят топливный бак, топливный фильтр, топливоподкачивающий насос, ТНВД, топливная рампа, топливные форсунки, топливные трубки высокого/низкого давления, а также различные датчики и др.

6. Система смазки

Рис. 2-1-7 Система смазки

Система смазки двигателя предназначена для снижения уровня трения и износа трущихся пар за счет смазывания моторным маслом; кроме того она выполняет функции охлаждения деталей двигателя, удаления продуктов нагара и износа, обеспечивает уплотнение камер сгорания и предотвращает образование коррозии. В состав системы смазки входят маслоприемник, масляный насос, масляный фильтр, масляный радиатор, датчик давления масла, главная масляная магистраль и т. д.

7.    Система охлаждения

Рис. 2-1-8 Система охлаждения

При работе дизельного двигателя выделяется большое количество тепла. Система охлаждения отводит его от деталей, поддерживая рабочую температура дизельного двигателя в заданном диапазоне. В состав системы охлаждения входят: радиатор с двумя бачками, расширительный бачок, жидкостный насос, термостат, вентилятор и т. д.

8.    Система запуска двигателя

Рис. 2-1-9 Система запуска двигателя

Система запуска двигателя обеспечивает проворачивание коленчатого вала двигателя со скоростью, необходимой для его запуска. В состав системы входят стартер, аккумуляторная батарея, свечи накаливания и другие устройства.

В итоге блок цилиндров, головка блока цилиндров, кривошипно-шатунный механизм, механизм привода клапанов, системы впуска и выпуска отработавших газов а также топливная система при взаимодействии друг с другом обеспечивают выполнение рабочих тактов двигателя, преобразуя энергию сгорания топлива в механическую. Поэтому техническое состояние этих компонентов и, то как они взаимодействуют друг с другом, оказывают решающее воздействие на эффективность работы двигателя. Системы смазки и охлаждения не влияют на рабочие циклы двигателя напрямую; однако без них невозможно обеспечить устойчивую и бесперебойную работу дизельного двигателя. А поскольку система запуска двигателя создает необходимые условия для запуска двигателя, ее техническому состоянию также следует уделять особое внимание. Другими словами, без всех этих систем и механизмов невозможно обеспечить бесперебойную работу двигателя и гарантировать надежность и долговечность всех его компонентов.

Используемые источники:

  • https://motorist.expert/great-wall/gw4d20.html
  • https://hover-gw.ru/great-wall/gw4d20.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации