TECHNIKUM ZAWODOWE DLA DOROSŁYCH Wojewódzkiego Zakładu Doskonalenia Zawodowego
w Opolu
PRACA DYPLOMOWA
TEMAT PRACY
Wykonał: Praca wykonana pod kierunkiem:
Imię i nazwisko mgr inż. imię i nazwisko
Opole 2008
Spis treści Strona
1. Opel na świecie – zarys 2
2. Silniki benzynowe w niższych modelach Opla 8 3. Nowoczesne modele silników w modelach Vectry 10
4. Turbosprężarka 13
5. Nowości zastosowane w silniku Z-16 LET 17 6. Demontaż i montaż turbosprężarki oraz układu chłodzenia 20
7. Zawartość materiałów na płycie DVD 23
8. Bibliografia 24
1. Opel na świecie - zarys
Założenie firmy Opel
Początki firmy Opel sięgają roku 1862, kiedy to założyciel firmy, Adam Opel, zbudował swoją pierwszą ręcznie wykonaną maszynę do szycia. Stworzył on tym samym podstawy firmy, która obecnie działa na całym świecie. W 1886 roku rozpoczęto produkcję rowerów. W roku 1899, czyli trzynaście lat później, wyprodukowano pierwszy automobil –
„Pojazd mechaniczny patentu Opla, system Lutzmanna”. Po kilku latach produkowania pojazdów na licencji francuskiego producenta, Darracq’a, w 1902 roku wyprodukowano pierwszy niezależny samochód marki Opel.
Był to model o mocy 10/12 koni mechanicznych. Od tamtego czasu Opel
wyprodukował już około pięćdziesięciu milionów samochodów. Dzięki 1,56 miliona zarejestrowanych nowych pojazdów, w tym technicznie identycznych Vauxhalli z Wielkiej Brytanii, w 1997 roku Opel był liderem na rynku (11,6 procent udziału w rynku) w Europie Zachodniej szósty rok z rzędu. Ważną rolę w tak długim paśmie sukcesów odegrało też około 6500 autoryzowanych dealerów należących do organizacji obejmującej całą Europę. Już od roku 1924 oferują oni wszechstronną obsługę obejmującą standardowe prace serwisowe po stałych cenach dla wszystkich kierowców samochodów marki Opel.
Początek produkcji samochodów osobowych
Rozpoczęcie produkcji samochodów w już 1899 roku plasuje firmę Opel na drugim miejscu wśród istniejących do dzisiaj najstarszych niemieckich firm samochodowych. Było ono decydującym krokiem w historii firmy. Po przekształceniu, poprzez uruchomienie produkcji maszyn do szycia i rowerów, przez Adama Opla warsztatu rzemieślniczego w przedsiębiorstwo przemysłowe zatrudniające około 600 pracowników, jego
pięciu synów (Carl, Wilhelm, Heinrich, Fritz i Ludwig) podjęło nowe wyzwania.
Ich uwagę zwrócił automobil, który pod koniec wieku był wynalazkiem tak samo rewolucyjnym, jak wcześniej maszyna do szycia i rower. Aby zdobyć więcej informacji zaczęli sprawdzać go w praktyce.
21 stycznia 1899 bracia Opel nabyli fabrykę samochodów (znajdującą się w ówczesnej niemieckiej prowincji Anhalt) należącą do Friedricha Lutzmanna z Dessau i rozpoczęli
produkcję automobili w Ruesselsheim. Jednak pomimo ogromnych wysiłków przedsiębiorstwo wytwarzające nowe środki transportu nie rozwijało się zgodnie z oczekiwaniami. W 1901 roku bracia rozstali się z Lutzmannem. Na początku 1902 roku zaczęli produkować samochody na francuskiej licencji Darracqa i sprzedawać je pod nazwą Opel-Darracq.
Jednakże na dłuższą metę bracia nie byli usatysfakcjonowani tą formą działalności.
Jesienią 1902 roku, na wystawie samochodów w Hamburgu, przedstawili pierwszy samodzielny projekt – model o mocy 10/12 koni mechanicznych. Sukcesy, jakie osiągnięto w następnych latach udowodniły, że młoda firma samochodowa znalazła się na właściwej drodze: do 1906 roku wyprodukowano już tysięczny samochód, a przedsiębiorstwo rozwijało się w wyjątkowo szybkim, jak na owe czasy, tempie.
Przełom w firmie samochodowej z Ruesselsheim nastąpił w roku 1909 dzięki modelowi o mocy 4/8 koni mechanicznych. Przy cenie 3950 marek legendarny „Samochód Doktora”
kosztował połowę tego, co luksusowe modele budowane przez konkurentów i w ten sposób utorował drogę szerszemu gronu odbiorców, chcących nabyć własny pojazd. Sukces w sprzedaży tego modelu i wprowadzenie w 1910 roku systemu modułowego, (który umożliwił łączenie prefabrykowanych karoserii z różnymi typami silników i podwozi) przyczyniły się znacznie do rozwoju Opla. Do roku 1914 Opel prześcignął wszystkich konkurentów i stał się największym niemieckim wytwórcą samochodów.
Rozpoczęcie produkcji seryjnej
W 1924 roku Opel wprowadził do Niemiec masową produkcję na linii montażowej dzięki modelowi
„Laubfrosch” lub inaczej „Rzekotka” (model Opla o mocy 4/12 koni mechanicznych). Ten rewolucyjny proces produkcji miał znaczące zalety dla klientów Opla: dzięki obniżeniu kosztów wytwarzania możliwemu przy zwiększonej produkcji oraz ogromnemu popytowi, już i tak umiarkowana cena wstępna w ciągu sześciu lat została obniżona z 4500 do 1990 marek. W ten sposób, po sukcesie
„Samochodu Doktora”, Opel przyczynił się po raz kolejny do zapewnienia dostępu szerokiego kręgu odbiorców do samochodów. Samochód przestał być kosztownym i delikatnym luksusem dla bogaczy; zaczął stawać się niekłopotliwym, godnym zaufania środkiem transportu dla wszystkich.
Pod koniec lat dwudziestych Opel przyciągnął uwagę społeczeństwa dzięki programowi rakietowemu „RAK”. Po kilku przejazdach testowych (niektóre z nich były
utrzymywane w tajemnicy) na torze wyścigowym Opla na południe od Ruesselsheim, 23 maja 1928 roku Fritz von Opel osiągnął na torze wyścigowym Avus w Berlinie szybkość 238 km na godzinę (148 mil na godzinę) na modelu RAK 2. Fritz–Rakieta – jak od tej pory nazywano Fritza von Opel – kontynuował prace nad rozwojem „napędu rakietowego”. Po pierwszych przejazdach nastąpiło kilka prób na torach kolejowych, podczas których RAK 3 pobił światowy rekord szybkości osiągając 254 km na godzinę (158 mil na godzinę). Po udanym przelocie na samolocie o napędzie rakietowym „RAK 1 Friedrich” eksperymenty prowadzone przez Opla jako pioniera w dziedzinie napędu rakietowego zostały zakończone w 1929 roku.
Przejęcie firmy przez General Motors
Był to rok, w którym Adam Opel AG został przejęty przez korporację General Motors i od tej pory wszystkie działania zostały skoncentrowane na podstawowej działalności:
produkcji samochodów. Opel był w stanie nie tylko umocnić swoją silną pozycję na rynku, ale również udało mu się ją zwiększyć. W 1935 roku Opel po raz pierwszy wyprodukował ponad 100.000 pojazdów w ciągu jednego roku – liczba ta obejmowała ciężarówki wytwarzane w nowej fabryce w Brandenburgu.
W 1935 roku nowy model Olympia stał się pierwszym masowo produkowanym niemieckim samochodem z konstrukcją wewnętrzną w całości wykonaną ze stali. Zalety nowego projektu (mniejszy ciężar i lepsza aerodynamika) polepszyły osiągi i zmniejszyły zużycie paliwa. Sztywna kabina pasażerska, której przód ulegał stopniowej deformacji w momencie zderzenia (dokument patentowy), była ogromnym postępem w dziedzinie bezpieczeństwa jazdy. W ten sposób Opel utorował drogę nowoczesnej karoserii, która weszła później do masowej produkcji. W roku 1936 firma stała się największym wytwórcą samochodów w Europie. Pierwsza wersja samochodu Kadett, która potem sprzedawana była w milionach egzemplarzy, ukazała się również z udoskonaloną wersją karoserii. Rok później Opel zaczął koncentrować się wyłącznie na produkcji samochodów. Po wytworzeniu 2,6 miliona rowerów Opel zaprzestał ich produkcji i sprzedał linię produkcyjną firmie NSU.
W 1940 roku, na krótko przed zakończeniem produkcji samochodów na mocy dyrektywy rządu hitlerowskiego, z linii montażowej zjechał milionowy model Opla – Kapitan. W latach wojennych, poza licznymi modelami ciężarówek „Blitz”, fabryka wytwarzała części zamienne i komponenty dla niemieckiego przemysłu zbrojeniowego (obejmujące podwozia samolotów, kokpity, części silnika oraz kuloodporne zbiorniki paliwa dla samolotów).
Trudny okres powojenny
Po zakończeniu wojny rozpoczęto odbudowę fabryki w Ruesselsheim (która została podczas wojny niemal całkowicie zniszczona), jednak robotników pracujących na budowie sparaliżowała szokująca wiadomość: cała linia produkcyjna modelu Kadett, niemal nietknięta, miała zostać rozmontowana i przesłana do Związku Radzieckiego w ramach odszkodowania wojennego. W tym czasie pracownicy Opla skoncentrowali się na produkcji ciężarówek.
Pierwszy powojenny Opel, ciężarówka Blitz o wadze 1,5 tony, opuściła fabrykę już w 1946 roku. W roku 1947 wznowiono produkcję samochodów osobowych dzięki ulepszonej wersji przedwojennego modelu Olympia. Do roku 1950 fabryka została całkowicie naprawiona i już trzy lata później roczna produkcja znów wzrosła do ponad 100.000 pojazdów.
W 1962 roku, w setną rocznicę założenia firmy, Adam Opel AG otworzyła drugą fabrykę w Bochum. Nowy Kadett zjechał z linii produkcyjnej właśnie tam, ponieważ moce produkcyjne w Russelheim były już w pełni wykorzystane. Hasłem „Nowy samochód z nowej fabryki” firma zademonstrowała wiarę we własne siły. Były ku temu dwa powody: model ten reprezentował Opla w popularnej klasie compact – po raz pierwszy po wojnie – i w efekcie mógł zagrozić konkurentom. Drugim powodem był fakt, że poprzez wybranie nowej lokalizacji dla fabryki, producent samochodów wysłał pozytywny sygnał miejscowym mieszkańcom dotkniętym ówczesnym kryzysem. Kadett compact szybko stał się przebojem.
Do chwili prezentacji Astry w 1991 roku na całym świecie sprzedano około 11 milionów egzemplarzy tego modelu.
Aby zaoferować atrakcyjny model rosnącej rzeszy fanów samochodów sportowych, w połowie lat sześćdziesiątych firma stworzyła model coupe. Opel GT, który wszedł do masowej produkcji w 1968 roku, stał się sławny nie tylko dzięki sloganowi reklamowemu
„Tylko latanie jest przyjemniejsze”, ale również dzięki swojemu sportowemu wyglądowi.
Modelem GT Opel potwierdził swoją reputację producenta szczególnie dynamicznych samochodów. Jedna data z historii GT: w 1972 roku samochód z silnikiem Diesla oparty na modelu Opel GT pobił dwa rekordy świata i 18 rekordów międzynarodowych. W 1972 roku pobito również rekord w kategoriach ekonomicznych: przy udziale rynkowym sięgającym 20,4 procent firma znów stała się największym wytwórcą samochodów w Niemczech.
Dążenia mające na celu obniżenie zużycia paliwa
Podczas pierwszego kryzysu naftowego, wychodząc naprzeciw zmieniającym się oczekiwaniom klientów, Opel stworzył pod koniec lat siedemdziesiątych całkowicie nowy szereg modeli spełniających wymagania nadchodzącej dekady. Ludzie szukali samochodów o dużych osiągach przy jak najniższym zużyciu paliwa. Dzięki aerodynamicznym kształtom, Rekord E ucieleśniał tę nową filozofię i został entuzjastycznie przyjęty. Zwłaszcza wersja 2.0 E z elektronicznym wtryskiem paliwa przyciągnęła sporo uwagi: była to najmocniejsza i najbardziej ekonomiczna benzynowa wersja modelu Rekord. Wiodący model, Senator, oraz oparty na nim Monza coupe, wniosły nowe wartości do klasy samochodów luksusowych.
Piąte pokolenie Kadetta, po raz pierwszy zaopatrzone w napęd na przednie koła, zakończyło serię. Przy współczynniku oporu sięgającym 0.39, był to również jeden z najbardziej opływowych samochodów typu compact w owych czasach. Jego niewielki ciężar i oszczędny silnik pozwalały także na zminimalizowanie zużycie paliwa.
Poza dążeniem do dalszej redukcji zużycia paliwa, w połowie lat osiemdziesiątych w centrum uwagi znalazła się też optymalizacja emisji spalin. Również tutaj Opel zareagował najszybciej: firma z Ruesselsheim była pierwszym niemieckim producentem samochodów oferującym wszystkie modele z katalizatorem. W kwietniu 1989 roku stała się też pierwszym producentem europejskim oferującym wszystkie modele z urządzeniem kontroli emisji spalin w ramach standardowego wyposażenia. Obecnie dalsza redukcja zużycia paliwa i ciągłe obniżanie emisji spalin wciąż znajduje się wśród najważniejszych celów firmy nastawionej na ochronę środowiska. Od 1978 roku Oplowi udało się już obniżyć zużycie paliwa o 28 procent, do średniej wartości 7.03 litra (33.46 mil na galon USA) i stara się obniżyć je o dalsze 25 procent. Kamieniami milowymi na tej drodze są innowacyjne jednostki napędowe ECOTEC, szczególnie oszczędne i mocne silniki Diesla z turbodoładowaniem i czterema zaworami na cylinder oraz bezpośrednim wtryskiem, jak również nowy trzycylindrowy silnik dla modelu Corsa.
Osiągnięcia Opla w dziedzinie bezpieczeństwa
Poza ciągłymi ulepszeniami w trosce o środowisko i oszczędność modeli Opla, specjaliści Opla koncentrują się na udoskonalaniu wyposażenia podnoszącego bezpieczeństwo jazdy. W tej dziedzinie Opel również jest pionierem. W 1991 roku następca Kadetta, Astra, otrzymał System Bezpieczeństwa Opla ze wzmocnieniami bocznymi, siedzeniami zapobiegającym zsuwaniu się i napinaczami pasów. Od roku 1995 wszystkie modele są wyposażane w pełnowymiarowe poduszki powietrzne dla kierowcy i pasażera w ramach standardowego wyposażenia. System Zwalniania Pedałów (który zapobiega uszkodzeniom stóp i nóg przy poważnych zderzeniach czołowych) oraz nowa poduszka powietrzna zostały po raz pierwszy zaprezentowane w modelu Vectra. Najwyższe osiągnięcie dotychczasowe w tej bezprecedensowej ofensywie bezpieczeństwa: poza innymi cechami, wszystkie nowe modele są wyposażone w poduszki powietrzne dla kierowcy i pasażera na przednim siedzeniu, boczne poduszki powietrzne wbudowane w siedzenia oraz pirotechniczne napinacze pasów.
Obecna oferta produktowa
W chwili obecnej Adam Opel AG oferuje jeden z najszerszych i najbardziej innowacyjnych programów powszechnej dostępności modeli. Obecną gamę modeli otwiera najlepiej sprzedająca się Corsa, po niej idą Astra, Astra Classic, Combo, Tigra, Vectra oraz Signum, zaś zamykają serię przestronne samochody rodzinne jak Zafira czy minivan Meriva.
Wraz z wprowadzeniem modeli Vivaro i Movano, Adam Opel AG odnowił tradycję w zakresie produkcji pojazdów użytkowych, która zapoczątkowana została w roku 1901 i cieszyła się dużym sukcesem dzięki modelom Blitz aż do lat siedemdziesiątych.
Plany na przyszłość
W przyszłości Międzynarodowe Centrum Rozwoju Technicznego (ITEZ) w Ruesselsheim będzie kontynuowało projektowanie ekonomicznych samochodów z doskonałym wyposażeniem służącym bezpieczeństwu i znakomitymi osiągnięciami w dziedzinie ochrony środowiska. Będą one produkowane na całym świecie przy użyciu zaawansowanego Systemu Produkcji Opla. Nowe rozwiązania ponownie wzmocnią konkurencyjność produktów Opla (na przykład całkowicie nowe kategorie samochodów i ultranowoczesne koncepcje jazdy, takie jak technologia ogniw paliwowych). Dalszy rozwój telematyki pojazdów pozwoli także uniknąć niebezpieczeństw i niepotrzebnego zużycia paliwa spowodowanego korkami. Usługi telekomunikacji przenośnej OnStar zwiększą bezpieczeństwo i przyjemność jazdy. W dziedzinie sportów motorowych Opel będzie podążać drogą sukcesów z przeszłości, takich jak Nagroda Cesarza w 1907 roku, mistrzostwa świata w 1982 roku, liczne mistrzostwa świata w Formule 3 oraz zwycięstwa w mistrzostwach ITC w 1996 roku i rankingach producentów STC w 1998 roku.
2. Silniki benzynowe w niższych modelach Opla
Wszystkie silniki benzynowe stosowane w niższych modelach Opla są 4-cylindrowe, rzędowe, umieszczone z przodu poprzecznie. Mają jeden (modele 8v) lub dwa (modele 16v) wałki rozrządu umieszczone w głowicy (odpowiednio OHC-overhead camshaft i DOHC-dual overhead camshaft), napędzane jednym paskiem zębatym (Gates Powergrip 40433x17mm dla silników 1.4/1.6 i 5047x20mm dla silników 1.8/2.0). Wałek rozrządu zajmuje w trakcie obracania się ściśle określone położenie względem wału korbowego. Wałek rozrządu napędza zawory przez dźwigienki podparte na popychaczach hydraulicznych, których zadaniem jest utrzymywanie stałej wartości luzu zaworów, dzięki czemu nie ma potrzeby regulacji.
Układ smarowania silnika składa się z pompy oleju, miski olejowej, zaworu nadciśnieniowego, filtra oleju pełnego przepływu z zaworem obejściowym oraz czujnika ciśnienia oleju. Pompa oleju (typu wirnikowego - system Eaton) jest umieszczona w przedniej pokrywie kadłuba i napędzana jest bezpośrednio przez wał korbowy. W silnikach o dużej pojemności miska olejowa jest oddzielona od kadłuba płytą blaszaną z okienkami, pełniącą rolę deflektora dla przepływu oleju.
Nad odprowadzaniem nadmiaru ciepła silnika czuwa układ chłodzenia. Część ciepła jest wykorzystywana do ogrzania wnętrza kabiny. Pompa płynu chłodzącego znajduje się z przodu silnika, z prawej strony, i jest napędzana paskiem zębatym rozrządu. Termostat powoduje, ze w stanie zimnym płyn chłodniczy cyrkuluje tylko między silnikiem i nagrzewnicą w kabinie. Po przekroczeniu określonej temperatury termostat włącza do obiegu chłodnicę. Jeżeli temperatura płynu rośnie dalej, włącza się do pracy wentylator, który wymusza zwiększony przepływ powietrza przez chłodnicę.
We wszystkich silnikach zastosowano wtrysk paliwa, sprzężony z układem zapłonowym.
Moment zapłonu jest wybierany z mapy charakterystyk obejmujących różne stany pracy silnika. Regulacja zawartości tlenku węgla w spalinach jest realizowana przez sondę lambda, zamontowaną w układzie wydechowym.
W silnikach z wtryskiem jednopunktowym stosowany jest układ wtryskowy Multec firmy Delco-Remy.
Umieszczony centralnie wtryskiwacz podaje paliwo w sposób pulsacyjny. Rozdział mieszanki do poszczególnych cylindrów następuje w kolektorze ssącym. Wtryskiwacz jest zasilany ze zbiornika przez elektryczną pompę paliwa (ciśnienie tłoczonego paliwa > 3 bar).
Umieszczony nad wtryskiwaczem filtr zatrzymuje wszelkie zanieczyszczenia o wielkości >
10 mikrometrów, na które czuły jest wtryskiwacz. Zespół wtryskiwacza po stronie paliwowej składa się z wtryskiwacza sterowanego elektromagnetycznie i z regulatora ciśnienia, którego zadaniem jest utrzymywanie stałego ciśnienia paliwa na wtryskiwaczu, niezależnie od wtryskiwanej ilości paliwa. Różne czujniki rejestrują wszystkie stany pracy silnika i przekazują odpowiednie sygnały do urządzenia sterującego. Sygnał o prędkości obrotowej silnika jest pobierany z układu zapłonowego. Dopływ powietrza do silnika jest regulowany przepustnicą połączoną cięgnem z pedałem "gazu", którym operuje kierowca. Stopień otwarcia przepustnicy śledzi potencjometr zamontowany na osi przepustnicy. Temperaturę silnika rejestruje czujnik w układzie chłodzenia, natomiast temperaturę zasysanego powietrza - czujnik w przewodzie dolotowym.
Układ sterujący kompensuje wahania napięcia w instalacji elektrycznej, aby wykluczyć ich wpływ na pracę wtryskiwacza. Urządzenie sterujące, przetwarzając informacje dostarczane z czujników, steruje pracą wtryskiwacza oraz umożliwia diagnostykę układów.
Sposób zasilania silnika zależy od warunków jazdy.
W trakcie rozruchu zimnego silnika urządzenie sterujące wydłuża czas wtrysku paliwa odpowiednio do zadanych parametrów.
W trakcie nagrzewania silnika dawkowanie paliwa jest dostosowywane w sposób ciągły do wzrastającej temperatury silnika.
Sterowanie biegiem jałowym odbywa się silnikiem krokowym połączonym z zaworem, który zmienia odpowiednio przepływ dodatkowego powietrza przez kanał obejściowy w korpusie przepustnicy. Wartość prędkości obrotowej biegu jałowego jest z góry ustalona w oprogramowaniu komputera i nie można jej zmieniać.
Przyspieszanie, czyli stan szybkiego uchylania przepustnicy jest rejestrowany przez czujnik położenia przepustnicy i w postaci sygnału przekazywany do urządzenia sterującego, które odpowiednio wydłuża czas otwarcia wtryskiwacza.
Podczas hamowania silnikiem, kiedy przepustnica zostaje zamknięta, następuje przerwanie dawkowania paliwa.
W trakcie normalnej pracy silnika urządzenie sterujące zaczyna otrzymywać sygnały z sondy lambda i rozpoczyna obliczanie prawidłowego składu mieszanki, dostosowując odpowiednio czas otwarcia wtryskiwacza. Proces ten trwa do chwili uzyskania wymaganego stosunku powietrza do paliwa, czyli 14,7:1 (lamba=1).
W silnikach 1.4 82MPI i 1.6 100MPI stosowany jest układ wtryskowy Multec M firmy Delco-Remy, który różni się od układu Multec zastosowaniem wtryskiwaczy w każdym cylindrze. Paliwo do wtryskiwaczy doprowadzane jest ze zbiornika paliwa przy pomocy pompy paliwa, przez filtr do kolektora wtryskiwaczy. Kolektor jest połączony krótkim przewodem elastycznym z regulatorem ciśnienia, który utrzymuje na stałym poziomie różnice między ciśnieniem paliwa a ciśnieniem powietrza w kolektorze ssącym. Warunek ten jest niezbędny do określenia dawki paliwa przez czasy otwarcia wtryskiwacza. Regulowane ciśnienie wynosi 3 bary. Informacja o ilości zasysanego powietrza, potrzebna do sterowania ilością dawkowanego paliwa, jest przekazywana do urządzenia sterującego z przepływomierza masowego. W przeciwieństwie do układu wtrysku jednopunktowego to urządzenie mierzy masę przepływającego powietrza. W kanale przepływu powietrza jest umieszczony drut platynowy, który podgrzewa się podczas przepływu prądu. Zasysane powietrze chłodzi drut, zmieniając jego rezystancję w stopniu zależnym od masy napływającego powietrza. Rezystancja jest mierzona przez układ elektroniczny i w postaci sygnału przekazywana do urządzenia sterującego. W nowszych konstrukcjach przepływomierz został zastąpiony czujnikiem ciśnienia w kolektorze ssącym oraz czujnikiem temperatury zasysanego powietrza.
Silnik 2.0 115KM jest zasilany wielopunktowym wtryskiem Motronic 1.5.2 firmy Bosch. Centralne urządzenie sterujące kieruje za pomocą mikrokomputera i pamięci z charakterystyką silnika zarówno wtryskiem paliwa, jak i zapłonem. Dane o stanie silnika są mierzone przez przepływomierz masowy powietrza, czujniki prędkości obrotowej i inne nadajniki sygnałów umieszczone w silniku. Ogólna zasada działania jest podobna jak w układzie Multec M.
3. Nowoczesne silniki w modelu Vectry
Opel Vectra trzeciej generacji łączy najwyższe osiągnięcia technologii motoryzacyjnej oraz śmiały, nowoczesny design, komfort i przestronność. Dzięki nowatorskiemu Interaktywnemu Systemowi Jazdy (IDS) Opel Vectra dopasowuje się do indywidualnego stylu kierowcy. Optymalne warunki bezpieczeństwa jazdy zapewnione są poprzez idealne zsynchronizowanie współpracy poszczególnych elementów systemu IDS - mikroprocesorowego, elektrohydraulicznego układu wspomagania kierownicy (EHPS), którego praca dostosowuje się automatycznie do prędkości jazdy i dynamiki ruchów kierowcy, najnowszej generacji antypoślizgowego systemu hamulcowego (ABS) z dodatkową kontrolą hamowania na zakręcie (CBC), wspomaganiem hamowania w sytuacjach awaryjnych (BA) i elektronicznym systemem rozkładu siły hamowania (EBD), a także zoptymalizowanych wagowo osi z aluminiowymi komponentami, redukującymi ciężar nieresorowany. W Oplu Vectra dostępne są również: użyty po raz pierwszy w tym modelu samochodu elektroniczny układ ESP Plus stabilizujący tor skrętu poprzez niezależne hamowanie do trzech kół oraz nowatorski system kontroli trakcji TC Plus.
Nad bezpieczeństwem pasażerów Opla Vectry czuwają również najnowocześniejsze systemy bezpieczeństwa biernego, stanowiące standardowe wyposażenie każdej Vectry, m.in.
: system 4 poduszek i 2 kurtyn powietrznych, aktywne zagłówki, system odłączania pedałów (PRS), pasy bezpieczeństwa z napinaczami i kontrolą siły naprężenia.
Elegancja i dopieszczone, wyraźne linie nadwozia sprawiają, że Opel Vectra zdecydowanie wyróżnia się w tłumie.
Ulepszony model Opla Vectry a w nim:
Interesująca stylistyka przodu wyraża dynamizm jazdy
Nowy, doskonały, aluminiowy silnik benzynowy 2.8 V6 turbo o mocy 230 KM
Wszystkie silniki wysokoprężne wyposażone są standardowo w bezobsługowy filtr cząstek stałych, nowa jednostka 1.9 CDTI o mocy 100 KM
Udoskonalone zawieszenie IDS (teraz nazywa się IDS Plus) zapewnia lepsze prowadzenie i wyższy komfort
Najwyższy poziom innowacji w tej klasie pojazdów, obejmujący m.in. układ stałej kontroli amortyzacji CDC, powiązane z układem kierowniczym reflektory adaptacyjne AFL i układ zachowania toru przyczepy
Najważniejsze wprowadzone rozwiązania w modelu Opel Vectra obejmują całkowicie odnowiony, przykuwający uwagę przód, zmodyfikowaną gamę silników z nową jednostką 2.8 V6 turbo o mocy 230 KM oraz wiele nowinek technicznych. Najnowsza wersja popularnego przedstawiciela Opla w klasie samochodów średnich wykorzystuje także nowe ustawienie podwozia ze zoptymalizowanym układem kierowniczym, zapewniające jeszcze lepszą dynamikę i większy komfort jazdy. Obecny w modelu Vectra układ interaktywnego zawieszenia IDS Plus z systemem stałej kontroli amortyzacji CDC, to wciąż wyjątek w tej klasie samochodów, dostępny obecniew większej liczbie wersji silnikowych.
Inne, niezbyt często spotykane rozwiązania w tej klasie, to biksenonowe reflektory adaptacyjne AFL i bezobsługowy filtr cząstek stałych, standardowo oferowany we wszystkich wersjach wysokoprężnych, w tym z nowym silnikiem 1.9 CDTI o mocy 100 KM. Nowy Opel Vectra produkowany jest w nowoczesnym zakładzie w Rüsselsheim w Niemczech.
Wnętrze Opla Vectry jeszcze nigdy nie oferowało tak wysokiej jakości i doskonałego wykonania. Górna część panelu instrumentów i drzwi modelu Vectra wykończone są materiałem przypominającym skórę. Deska rozdzielcza tworzy wrażenie większej lekkości i elegancji dzięki nowym konturom panelu instrumentów, zaokrąglonym narożnikom wlotów powietrza i chromowanym przełącznikom. Całość kokpitu modelu Opel Vectra, uzupełnia nowy, dwukolorowy dekor z dużymi wstawkami z drewna lub aluminium, wieńczący górną część panelu. Wszystkie wersje modelu Vectra (4-drzwiowy sedan, 5-drzwiowy hatchback, 5-drzwiowe kombi i 5-drzwiowy sportowy hatchback GTS) wyposażone są w sportową, trzyramienną kierownicę.
Silnik 2.8 V6 bi-turbo w Oplu Vectra
Opel Vectra oferuje szeroką gamę nowoczesnych silników ECOTEC - pięć benzynowych (o pojemności skokowej 1,6 - 2,8 litra i mocy 100 - 230 KM) i cztery wysokoprężne CDTI z układem wtrysku bezpośredniego common-rail (o pojemności 1,9 - 3,0 litra i mocy 100 - 184 KM), wyposażone standardowo w bezobsługowy filtr cząstek stałych.
Wszystkie silniki spełniają wymagania normy emisji spalin Euro 4.
Najsilniejszą jednostką w modelu Vectra jest obecnie całkowicie nowy, sześciocylindrowy, aluminiowy silnik benzynowy o pojemności skokowej 2,8 litra, wyposażony w podwójną sprężarkę, która zapewnia ogromną moc. Widlasty silnik sześciocylindrowy z głowicami ustawionymi pod kątem sześćdziesięciu stopni, wykorzystujący zmienne fazy rozrządu, osiąga 90 procent wynoszącego maksymalnie 330 Nm momentu obrotowego już przy 1500 obrotach na minutę.
Maksymalna jego wartość dostępna jest w przedziale obrotów od 1800 do 4500.
Osiągi, jakie zapewnia ta jednostka, są równie imponujące: potrzeba zaledwie 7,4 sekundy, aby rozpędzić pojazd od zera do 100 km/h, a jego maksymalna prędkość wynosi około 250 km/h - to nowy rekord w przypadku Vectry.
Najsilniejszą jednostką wysokoprężną jest silnik 3.0 V6 CDTI o mocy 135 kW/184 KM i maksymalnym momencie obrotowym 400 Nm, dostępnym już przy 2000 obrotów na minutę. Gamę diesli nowego Opla Vectra uzupełnia nowa jednostka 1.9 CDTI o mocy 100 KM.
W zależności od silnika, w Oplu Vectrze dostępna jest pięcio- lub sześciobiegowa ręczna lub automatyczna skrzynia biegów. Poza podstawowymi jednostkami benzynowymi 1.6 i 1.8, wszystkie silniki standardowo współpracują z sześciobiegową ręczną skrzynią biegów, zaś sześciobiegowa automatyczna przekładnia z funkcją ActiveSelect dostępna jest z silnikami 2.8 V6 Turbo, 1.9 CDTI o mocy 150 KM i 3.0 V6 CDTI.
Odnowiony Opel Vectra - lepsze prowadzenie, wyższy komfort
Udoskonalone interaktywne zawieszenie IDS Opla Vectry zapewnia jeszcze lepszą kontrolę nad pojazdem i odczuwalnie wyższy komfort jazdy. Nowe zestrojenie przedniego i tylnego zawieszenia, jak również elektro-hydraulicznego układu kierowniczego przyczynia się do wyższej stabilności podczas jazdy i zapewnia lepsze reakcje układu kierowniczego w trakcie jazdy na wprost. Oprócz precyzyjnego zestrojenia zwieszenia, komfort jazdy Oplem Vectrą podwyższają zoptymalizowane tuleje przedniej i tylnej osi.
Interaktywne zawieszenie IDS Plus z systemem stałej kontroli amortyzacji CDC oraz sieć łącząca wszystkie systemy kontroli jazdy wciąż nie mają sobie równych w segmencie samochodów średnich, co zapewnia modelowi Opel Vectra przodującą pozycję w kategorii adaptacyjnych układów jezdnych. Inne nowości w Vectrze to biksenonowe reflektory adaptacyjne AFL o dynamicznym zakrzywieniu promienia światła czy regulowany w zależności od warunków pogodowych , zalecany przez ortopedów fotel kierowcy MultiContour. Nowe opcje to program stabilizacji toru jazdy przyczepy , zapobiegający wychylaniu się samochodu i przyczepy, system dogrzewania Quickheat i gniazdo telefonu komórkowego z interfejsem Bluetooth i kontrolą głosową.
Choć już wersja sedan Opla Vectry może poszczycić się przestronnym wnętrzem, Vectra kombi podtrzymuje tradycję wytyczania nowych standardów w klasie średniej, a to za sprawą bagażnika o pojemności aż 1.850 l (standard VDA). Oprócz tego wersja ta oferuje kilka przemyślanych i praktycznych rozwiązań, jak wszechstronny system FlexOrganizer do bagażnika, zdalnie otwierana klapa bagażnika czy chowany hak holowniczy.
4. Turbosprężarka
Zasadę działania turbosprężarki wymyślono ponad 100 lat temu. Dopiero w naszych czasach urządzenie to przeżywa renesans popularności.
Jednym z prostszych sposobów zwiększenia mocy silnika jest doładowanie, czyli wtłoczenie powietrza do jego cylindrów. Spośród różnych rodzajów sprężarek najbardziej popularna jest turbosprężarka, powszechnie łączona z silnikiem wysokoprężnym.
Turbosprężarka składa się z dwóch wirników umieszczonych na jednym wale. Obrót wirnika napędzanego energią gazów spalinowych wydostających się z silnika powoduje równoczesny obrót drugiego wirnika, który tłoczy powietrze do silnika. Dlatego do napędu turbosprężarki nie potrzebne jest dodatkowe źródło energii.
W każdym silniku tłokowym około 70% energii uzyskiwanej ze spalania paliwa wydalana jest bezproduktywnie do atmosfery wraz ze spalinami. Turbosprężarka nie tylko poprawia osiągi silnika, ale również podnosi jego sprawność.
Niestety, jak to zwykle w technice bywa, nie ma konstrukcji idealnych, a więc i klasyczna turbosprężarka ma wady. Przede wszystkim brakuje jej możliwości „płynnej”
zmiany ciśnienia doładowania cylindrów oraz charakteryzuje się opóźnieniem w reakcji na wciśnięcie pedału gazu. Polega to na tym, iż po gwałtownym wciśnięciu pedału gazu nie następuje natychmiastowy wzrost mocy silnika. Dopiero po pewnej chwili jednostka napędowa gwałtownie nabiera wigoru. Te wady dawały się szczególnie we znaki w pierwszych silnikach Diesla. Skonstruowano turbosprężarkę o zmiennej geometrii turbiny VTG.
Jej działanie polega na zmianie kąta ustawienia łopatek turbiny, dzięki czemu nawet przy małym obciążeniu silnika i niskich jego obrotach praca turbosprężarki jest bardzo efektywna. Ponadto stało się możliwe płynne regulowanie ciśnienia doładowania.
W silnikach wysokoprężnych z turbosprężarkami VTG nie wyczuwa się opóźnienia w działaniu, a moment obrotowy osiąga wysokie wartości już przy bardzo niskich obrotach jednostki napędowej, wzrasta także jej moc.
Turbodoładowanie zostało opatentowane w roku 1905 przez Szwajcara, dr Alfreda Büchi, od 1938 było stosowane w samochodach ciężarowych, zaś od 1973 w osobowych.
Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbiny mają niższą bezwładność i zwiększają elastyczność silnika nawet na niskich obrotach, także zużycie paliwa samochodów turbodoładowanych spadło.
Turbosprężarka składa się z turbiny, czyli tzw. gorącej części (z lewej strony, na czerwono) i sprężarki, tzw. chłodnej części (z prawej strony, na niebiesko), których wirniki są sztywno połączone wspólnym wałem. Turbina, napędzana gazami wylotowymi z silnika, zamienia energię tych gazów na energię mechaniczną, która służy do napędu sprężarki sprężającej powietrze przed dostarczeniem go do silnika.
Stosowanie turbosprężarki zwiększa moc oraz elastyczność silnika.
Aby wytworzyć wystarczającą ilość sprężonego powietrza wirnik sprężarki powinien obracać się z wysoką prędkością obrotową (rzędu nawet 200 000 obr/min.), ale by silnik mógł wytworzyć odpowiednią ilość gazów wylotowych konieczną do rozpędzenia wirnika turbiny, musi pracować z odpowiednim obciążeniem. Czas, który mija po wciśnięciu pedału gazu do osiągnięcia właściwego działania turbosprężarki nazywamy turbodziurą.
Zasada działania turbosprężarki
Turbosprężarka jest sprężarką o napędzie turbinowym, wykorzystującą energię spalin opuszczających silnik. Podobnie jak mechaniczne sprężarki doładowania, instalowana jest na kolektorze dolotowym do silnika i znacznie zwiększa sprawność napełniania silnika, ponad poziom osiągany przez silniki wolnossące. Sprężarka i turbina napędzana gazami spalinowymi montowane są na wspólnym wale, podobnie jak w silnikach turboodrzutowych i turbinach gazowych.
Zadanie turbosprężarki to zwiększenie ciśnienia powietrza w kolektorze dolotowym, co jednocześnie zwiększa ilość powietrza (i tlenu) wpływającego do komory spalania w danym czasie. Aby utrzymać ten sam skład mieszanki paliwowo-powietrznej, konieczne jest również zwiększenie dawki paliwa. Powoduje to poprawienie sprawności napełniania cylindra a więc zwiększenie jego mocy. Zmianę ilości dostarczanego paliwa osiąga się przez tuning gaźnika lub wtryskiwaczy.
Zwiększenie ciśnienia, inaczej doładowanie, mierzone jest w Pa lub barach.
Przykładowo -- turbosprężarka o sprawności 100% i doładowaniu wielkości 101 kPa (0,101 MPa) pozwoliłaby na dwukrotne zwiększenie mocy silnika, ponieważ ciśnienie panujące w kolektorze dolotowym byłoby dwa razy większe od ciśnienia atmosferycznego.
Sprawność turbosprężarki nigdy nie osiąga takich wartości z powodu występujących w urządzeniu strat, zazwyczaj wynosi ona około 80%.
Typowa w silnikach samochodowych wartość doładowania to około 80 kPa.
Turbosprężarka uruchamiana jest dopiero przy pewnej określonej prędkości obrotowej silnika, w momencie, gdy energia kinetyczna spalin osiąga wartość pozwalającą na pracę sprężarki.
Podstawowym czynnikiem uniemożliwiającym stosowanie doładowania o wysokiej wartości jest zwiększanie się temperatury powietrza w trakcie jego sprężania, które powoduje zmniejszenie sprawności napełniania cylindra. Efekt ten można zredukować przez stosowanie chłodzenia powietrza między sprężarką a silnikiem (tzw. intercooler). Często spotykana temperatura powietrza za sprężarką wynosi nawet 90°C.
Budowa turbosprężarki
Turbosprężarka wiruje z ogromnymi prędkościami, w zależności od modelu, osiągającymi 80 000 - 190 000 obr./min. Z tego względu niemożliwe jest stosowanie w nich zwykłych łożysk tocznych. Zamiast nich używane są łożyska ślizgowe -- olejowe. Olej smaruje łożyska oraz chłodzi rozgrzane elementy urządzenia.
W celu regulowania ciśnienia doładowania, turbosprężarki posiadają automatyczny zawór przekierowujący część spalin poza turbinę, co pozwala na kontrolowanie maksymalnej prędkości obrotowej i doładowania.
Niezawodność turbosprężarki
O ile, nie zanieczyszczony olej (najlepiej syntetyczny) doprowadzany jest do łożysk turbosprężarki i zasilające ją spaliny nie są zbyt gorące (mieszanki ubogie, opóźnienie zapłonu w silnikach z zapłonem iskrowym), urządzenie to nie jest zawodne.
Po pracy przy wysokiej prędkości obrotowej przed wyłączeniem silnika należy umożliwić mu przez okres 3 minut pracę na niskich obrotach. Pozwala to na ostygnięcie turbiny.
W przeciwnym wypadku wysoka temperatura turbiny może spowodować spalenie części oleju znajdującego się w urządzeniu, co następnie pogarsza smarowanie i może doprowadzić do zatarcia łożysk.
"Turbodziura"
"Turbodziura" to określenie krótkiej chwili pomiędzy mocnym wciśnięciem pedału gazu a doładowaniem silnika przez turbosprężarkę. Zjawisko powstaje, bo osiągnięcie przez gazy spalinowe ciśnienia potrzebnego do poruszenia wirnika zajmuje pewien czas. Sprężarki mechaniczne nie mają tego ograniczenia.
Aby zmniejszyć uciążliwość tego zjawiska, stosuje się na przykład zmniejszanie bezwładności wirnika (przez wykonanie go lżejszych materiałów, na przykład z ceramiki) albo stosowanie dwóch mniejszych turbosprężarek (popularne w silnikach widlastych).
Turbosprężarka ze zmiennym kątem łopatek jest prawdopodobnie najlepszym rozwiązaniem problemu.
Jednostki wyposażone w technologię FSI posiadają bezpośredni wtrysk paliwa, który zwiększa wydajność spalania przy okazji zmniejszając konsumpcję paliwa oraz emisję szkodliwych czynników. Wywodząca się z silnika FSI, jednostka TSI została podwójnie doładowana poprzez dodanie dwóch turbosprężarek.
Charakterystyka jazdy z nowym silnikiem TSI uległa znacznemu polepszeniu w porównaniu z jego protoplastą. Pierwsza turbosprężarka jest używana podczas małych szybkości, lecz gdy zacznie ona wzrastać, wtedy włączy się druga sprężarka. Dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania niwelowane jest uczucie tzw. turbodziury, a w efekcie tego wzrasta również moment obrotowy.
Nowa jednostka posiada pojemność rzędu 1,4 litra i jest dostępna w wersji 140 oraz 170 konnej. Moc szczytowa wersji 170 konnej porównywalna jest do osiągów silnika o pojemności 2,3 litrowego, ale jej spalanie jest o 20 procent mniejsze niż w konwencjonalnym silniku.
Zużycie paliwa oscyluje wokół 7,5 litra benzyny na 100 kilometrów. Moment obrotowy wynosi 240 Nm przy 1750-4500 obr/min. Połączenie tych technologii pozwala na zastosowanie silnika o relatywnie małej pojemności, który pozwala na wysoki stopień sprężania oraz wysoką wydajność podczas jazdy na wysokich biegach połączonych z wyjątkowo niskim jak na silnik benzynowy zużyciem paliwa .
5. Nowości zastosowane w silniku Z-16 LET
Nowości zastosowane w silniku Z-16 LET
jednoczęściowy kolektor wylotowy 4w1 jest wykonany z blachy
moduł termostatu wykonany z tworzywa sztucznego sterowany elektronicznie
przednia osłona paska zębatego składa się z trzech części, demontaż i montaż paska zębatego można dokonać bez wyciągania silnika
częstotliwość wymiany paska zębatego została zwiększona do 150 tysięcy kilometrów
pozycja i liczba obrotów wałka korbowego nie jest przekazywana do czujnika wału korbowego przez koło zębate, lecz przez m-koder (tarczą pokrytą od zewnątrz warstwą magnetyczną)
Gumowana ścieżka m-kodera zawiera magnetyczne bieguny dodatnie i ujemne. Podczas obrotu wału korbowego, czujnik wału rejestruje zmianę pól magnetycznych i przesyła do modułu sterującego silnika w postaci sygnału cyfrowego. Na tej podstawie moduł oblicza prędkość obrotową i położenie ZZ.
Konstrukcja silnika Z 16 LET bazuje na konstrukcji silnika Z 16 XEP.
Silnik został wyposażony w turbosprężarkę w celu zwiększenia mocy i lepszego napełnienia powietrzem.
Zasada konstrukcji turbosprężarki jest znana z silnika Z 20 LET
Zwiększono moc silnika do 132 kW (180 KM) przy prędkości obrotowej 5500 obr/min i maksymalny moment obrotowy do 230 Nm w zakresie prędkości obrotowej od 2200 do 5500 obr/min.
Silnik zastosowano w modelu Meriva, Corsa D i Astra H.
6. Demontaż i montaż turbosprężarki oraz układu chłodzenia.
Demontaż i montaż turbosprężarki oraz układu chłodzenia:
Pokazane zostały interesujące czynności polegające m.in. na opróżnianiu czy następnie napełnianiu układu klimatyzacji.
Prawidłowy demontaż i montaż wiązek przewodów sondy lambda i katalizatora.
Wszystkie czynności związane z demontażem układu chłodzenia
i turbosprężarki.
Kolejność przykręcania 9 śrub kolektora z turbosprężarką.
7. Zawartość materiałów na płycie DVD
Poniżej przedstawiam zawartość dołączonej do pracy płyty DVD wraz z opisem i podanym czasem trwania poszczególnych filmów:
8. Bibliografia
1. Turbosprężarki – Informator techniczny
2. Silnik VT 64 Z-16 LET – materiały szkoleniowe Opel 3. Zasoby Internetu
