Rover K сериялы қозғалтқышы: құрылысы, ерекшеліктері мен мәселелері

Кіріспе

Rover K сериялы қозғалтқыштары – MG Rover компаниясының еншілес компаниясы Powertrain Ltd құрастырған ішкі жану қозғалтқыштарының сериясы. Бұл қозғалтқыш тік төрт цилиндрлі болып, SOHC және DOHC екі нұсқада жасалған.

Құрылыс тарихы

K сериясы 1988 жылы Rover Group компаниясымен Rover 200 автокөлігі үшін қуат агрегаты ретінде ұсынылды. Бұл East Works және Cofton Hackett арасында орналасқан жаңа зауытта төмен қысымды құмға құю (немесе LPS) технологиясын көлемдік өндіріске енгізудің екінші жолы болды. (LPS процесінің алғашқы көлемдік қолданылуы бұрынғы балқымаға іргелес орналасқан Оңтүстік жұмыстарда шығарылған M 16 цилиндр басына қатысты). LPS процесінде сұйық алюминий химиялық байланысқан құм қалыпқа төменнен сорылды. Бұл оксидтердің енуін азайтып, құю шығымын шамамен 90%-ға жеткізді, ал дәстүрлі гравитациялық құю процестерінде бұл көрсеткіш 60% болды. Бұл процесс алюминий компоненттерін құюдың көптеген туындаған мәселелерін болдырмады, соның салдарынан құю қабырғаларының қалыңдығын азайтуға және салмаққа шаққандағы беріктік қатынамын арттыруға мүмкіндік берді. Дегенмен, процесс қозғалтқыштардың нашар тұрақтылығына әкеп соққан жылумен өңделген LM25 материалының қолданылуын қажет етті. Қозғалтқыштың қызып кетуі материалдың рекристалдануына және компоненттердің жарамсыз болуына жиі себеп болатын. K сериялы қозғалтқыштармен жабдықталған кейбір Rover автомобильдеріндегі қозғалтқыш бөлімінің орналасуы – әсіресе, ортада қозғалтқышы бар MGF моделінде – кіреберіс коллекторының астындағы салқындатқыш сұйықтықтың ағып шығуы, бастың ауыр зақымдануына дейін анықталмай қалуы мүмкін. Алюминийден жасалған қозғалтқыш блогына бастапқыда GKN компаниясының Chesterfield қаласындағы Sheepbridge Stokes зауытында өндірілген, бірақ кейін Goetze компаниясы жасаған цилиндр қаптамалары орнатылды. Алайда, көптеген "VHPD" деп аталған, өндірістен тыс қозғалтқыштар 2000 жылы Goetze қаптамалары өндіріске енгізілгеннен кейін Minister, Lotus және PTP компаниялары стандартқа сай келмейтін GKN қаптамаларын қолданып жасалды. Қозғалтқыш бастапқыда 1.1 литрлік бір камералы және 1.4 литрлік екі камералы нұсқаларда шығарылды. Honda Rover компаниясына қозғалтқыштарды өзара қарым-қатынасы аяқталғаннан кейін, бірақ BMW компаниясын сатып алудан бұрын беруді тоқтатқандықтан, K сериясының дизайны 1.6 және 1.8 литрге дейін кеңейтілді. Бұл үлкен диаметрлі цилиндр қаптамаларын қолдану және соққы ұзындығын арттыру арқылы жүзеге асырылды. Бұл өзгерістер цилиндр блогының жоғарғы бөлігін алып тастау және "ылғалды" қаптамалардан "жартылай ылғалды" қаптамаларға өтуді қажет ететін блокты қайта құруды талап етті. 2001 жылға дейін қозғалтқышқа орнатылған пластикалық дроссельді клапанды SU Carburettor компаниясы өндірді. Олар алюминийден жасалған және үлкен өлшемді клапандарды да қамтыды. Төрт цилиндрлі қозғалтқыштар ұзын бұрандалармен бірге компоненттердің сэндвичі ретінде жиналды, бұл конструкция белгілі болмаса да, Бірінші дүниежүзілік соғыстың ертедегі жеңіл истребительдерінің қозғалтқыштарында қолданылған. Бұл технология мотоциклдердің қозғалтқыштарында және Triumph компаниясының "Sabrina" Le Mans жарыс қозғалтқышында да қолданылды. Ортақ төрт цилиндрлі блокта орнатылған екі түрлі бас K8 (8 клапан) және K16 (16 клапан) деп белгіленді. Кейінгі бас дизайнында Rover компаниясы жасаған өзгермелі клапанды басқару (VVC) блогы (мерзімі өткен AP патентінен алынған) енгізілді. Бұл төмен жылдамдықтағы айналым күшін және икемділігін төмендетпестен, көбірек қуаттылықты дамытуға мүмкіндік берді. VVC жүйесі кіреберіс клапанының ашылу кезеңін үнемі өзгертеді, нәтижесінде өте икемді басқару пайда болады: VVC K сериялы қозғалтқыштың айналым қисығы айналым диапазонында дерлік түзу және қуат 7,200 айналымға дейін шектегішке жеткенге дейін үздіріссіз өседі. 2005 жылы MG Rover компаниясының құлдырауынан кейін K сериялы қозғалтқыш өзінің тарихында жаңа және қызықты тарауды бастады. Бұл қозғалтқышты екі жеке қытайлық автокөлік компаниясы қайта жаңартудан өтті. Қытайлық автокөлік өндіруші Nanjing Automobile (NAC) MG Rover активтерін сатып алып, осылайша Longbridge зауытын пайдалану құқығын және K сериялы қозғалтқыштарды қоса алғанда, көптеген жобаларға қатысты интеллектуалдық меншік құқықтары мен өндірістік құралдарды иеленді. Lotus Engineering компаниясының көмегімен NAC компаниясы N сериясын, K сериясының жақсартылған нұсқасын, қайта жобаланған бас тығыны және бастапқы құрал-жабдықтар негізінде жасалған май рельсімен бірге шығарды. Бұл қозғалтқыш Ұлыбританияда MG TF, Қытайда MG3 SW және MG7 модельдерінде қолданылды. Көпшілік пікірге қарамастан, N сериясы MG 6 модельіне ешқашан орнатылмады. MG TF 2011 жылы соңғы рет өндірісін тоқтатқанда, N сериясы да тоқтатылды. Екінші жаңартуды ірі қытайлық SAIC Motor конгломераты жүзеге асырды. SAIC бұрын MG Rover-дің бірнеше жобаларына құқықтар мен жобаларды сатып алған болатын. Олар қажетті тәжірибеге ие болғанымен, құрал-жабдықтары болмағандықтан, қозғалтқыштың өздерінің нұсқасын кері инженериялауға мәжбүр болды. Бұл компанияға Ricardo 2010 компаниясына тапсырыс беріп, қозғалтқышты бірнеше салаларда жақсартуға мүмкіндік берді. Жақсартудың негізгі салаларына су арналарын жақсарту және құрылымдық беріктікті арттыру үшін бас дизайнының жаңадан жасалуы және блокты күшейту кірді. Өндірісте жаңа құрал-жабдықтар қолданылды және материалдардың сапасы мен алюминийден құю процесі N сериясына қарағанда әлдеқайда маңызды жаңартуды жасады. Бұл жаңа қозғалтқыш Roewe 750, Roewe 550 және кейін NAC және SAIC компаниялары біріккеннен кейін MG 6 модельдерін қуатпен қамтамасыз етті.

The K series was introduced in 1988 by Rover Group as a powerplant for the Rover 200 car. It was the second volume production implementation of the low pressure sand casting (or LPS) technique in a new plant sited between East Works and Cofton Hackett. (The first volume application of the LPS process had been for the M 16 cylinder head, produced in South Works, adjacent to the former forge). The LPS process pumped liquid aluminium into a chemically bonded sand mould from below. This reduced oxide inclusions and gave a casting yield of around 90%, compared with 60% for more conventional gravity casting processes. The process avoided many of the inherent problems of casting aluminium components and consequently permitted lower casting wall thickness and higher strength to weight ratios. However, the process required the use of heat treated LM25 material which gave the engines a reputation for being fragile. An engine overheat would often result in the material becoming annealed and rendering the components scrap. The layout of the engine bay on some Rover cars fitted with K series engines – particularly the MGF with its mid engined layout – means that a commonly occurring coolant leak under the inlet manifold can go undetected until severe damage has been done to the head. The aluminium engine blocks were fitted with spun cast iron cylinder liners that were initially manufactured by GKN's Sheepbridge Stokes of Chesterfield, but these were replaced by liners made by Goetze. Unfortunately a large number of aftermarket engines, the so called "VHPDs", were built with the old substandard GKN liners by Minister, Lotus and PTP well after the introduction of the Goetze liners to production in 2000. The engine was introduced initially in 1.1 litre single overhead cam and 1.4 litre dual overhead cam versions. Because Honda stopped providing Rover with engines after the end of their relationship, but well before the BMW takeover, an enlargement of the K Series design to 1.6 and 1.8 litres was carried out. This was done by using larger diameter cylinder liners and also increasing the stroke. The change required a block redesign with the removal of the cylinder block's top deck and a change from "wet" liners to "damp" liners. The plastic throttle body fitted to the engine until 2001 was manufactured by the SU Carburettor company. They also included aluminium and larger sized bodies. The four cylinder engines were held together as a sandwich of components by long through bolts which held the engine under compression, though this construction is not unknown, and was used in early lightweight fighter engines from the First World War. It had also been used in motorcycle engines and Triumph's "Sabrina" Le Mans race engine. The two types of head that were bolted to the common four cylinder block were designated K8 (8 valves) and K16 (16 valves). A later head design also incorporated a Rover designed Variable Valve Control (VVC) unit (derived from an expired AP patent). This allowed more power to be developed without compromising low speed torque and flexibility. The VVC system constantly alters the inlet cam period, resulting in a remarkably flexible drive: the torque curve of a VVC K series engine is virtually flat throughout the rev range and power climbs steadily with no fall off whatsoever until the rev limiter kicks in at 7,200 rpm. Following the collapse of MG Rover in 2005, the K Series engine started a new and rather interesting chapter in its history. Two separate re developments of the engine were taking place by at the time two rival Chinese car firms. The Chinese automaker Nanjing Automobile (NAC) purchased the assets of MG Rover and in doing so acquired use of the Longbridge plant and the intellectual property rights and production tooling to many designs, including those of the K series engine. With the help of Lotus Engineering, NAC went on to produce the N Series an improved version of the K Series with redesigned headgasket and oil rail built on the original tooling. This engine featured in the relaunched MG TF in the UK and the MG3 SW and MG7 in China. Contrary to popular belief, the N Series was never fitted to the MG 6. When the MG TF ceased production for the final time in 2011, so did the N Series. The second development was by the larger Chinese conglomerate SAIC Motor. SAIC had also previously purchased the rights and blueprints to several of MG Rovers designs. Whilst they had the necessary knowhow they didn't have any tooling so had to essentially reverse engineer their version of the engine. The advantage of this was it allowed Ricardo 2010, the company tasked by SAIC to carry out development the opportunity to improve the engine in a number of areas. The main areas of improvement included the head being redesigned to improve the waterways and structural rigidity and the block was also strengthened. All new tooling was used in its production and the quality of materials and that of the aluminium casting process created a much more substantial update than that of the N Series. This new engine would go on to power the Roewe 750, the Roewe 550 and later after the two firms NAC and SAIC merged, The MG 6.

K8 қозғалтқышы

Ерте K8 қозғалтқыштары қолмен басқарылатын тұншықтырғышы бар бір SU KIF карбюраторын және валдың соңына орнатылған контактсыз дистрибьюторды пайдаланды. 1994 жылы Rover 100 моделінің шығарылысымен MEMS бірнүктелі инжекциясы стандартты жабдыққа айналды.

K16

K16 модельдерінде MEMS жүйесі қолданылды, 1990 жылдан 1994 жылға дейін 1.6 ЭКУ, ал 1995 жылдан бастап 1.9 ЭКУ, бір немесе көп нүктелі инжекторлы түрлерінде, қозғалтқыш блогының арт жағында бір катушкамен және кіріс білік соңында таратушы қақпағы мен роторлы қолмен жабдықталған. MEMS 2J VVC қозғалтқышында өзгермелі клапанды басқару және дистрибуторсыз тұтану жүйесін басқару үшін пайдаланылды, себебі қозғалтқыштың екі басында да тісті белдіктер болды. 1999 жылы Rover 25 және Rover 45 үлгілерінің шығарылуымен MEMS 3 енгізілді, ол екі катушкамен және тізбекті инжектормен жабдықталған.

Кавачи қозғалтқышы

SAIC Kavachi қозғалтқышы Rover K сериясының кеңейтілген жақсартылған нұсқасы болып табылады, мұнда басқа турбина және қоробка, жақсартылған цилиндр басының прокладкасы және күшейтілген блок қолданылған. Жарыс қозғалтқыштарын жобалау саласындағы сарапшы Ұлыбританияның Ricardo plc инженерлік фирмасы қозғалтқышты ғана емес, сонымен қатар қазір өте сенімді қозғалтқышты шығару үшін өндіріс процесін қайта жобалауға шақырылды. Ол тек бір нұсқада қол жетімді.