Темір Дүкен қозғалтқышы: Тарихы мен сипаттамасы

Кіріспе

Автомобиль қозғалтқышы. Iron Duke қозғалтқышы (сонымен қатар 151, 2500, Pontiac 2.5 және Tech IV деп аталады) – 1977 жылдан 1993 жылға дейін General Motors компаниясының Pontiac Motor бөлімшесінде құрастырылған тік 4 поршенді қозғалтқыш. Бастапқыда Pontiac компаниясының жаңа үнемді автомобильге арналған қозғалтқышы ретінде әзірленген, ол 1980-ші жылдары GM компаниясының түрлі көліктерінде қолданылды, сондай-ақ American Motors Corporation (AMC) компаниясына да жеткізілді. Қозғалтқыш жанармайды тиімді пайдалану, жұмысының тегіс болуы және ұзақ қызмет етуі үшін жобаланған, бірақ емес, қуаттылығы үшін. Duke қозғалтқыштарының жалпы саны 3,8 мен 4,2 миллион дана аралығында деп есептеледі.

Даму

1973 жылғы мұнай дағдарысы кезінде Pontiac компаниясы тек V8 қозғалтқышының V8 және одан туындаған нұсқаларын ғана шығарды. Болашақта өнімдердің кішірек және жанармайға үнемдірек болуы қажеттігін түсінген Pontiac инженерлеріне осы болашақ өнімдерге сәйкес келетін жаңа қозғалтқыш әзірлеу міндеті жүктелді. Инженерлер V8-дің кішірек көлемді нұсқаларын, V8-ден алынған V6, V8-ден алынған V4 және V8-дің цилиндр қатарының бірінен жасалған төрт цилиндрлі қозғалтқышты (1961 жылғы Pontiac Tempest-тің "Trophy 4" қозғалтқышы сияқты) жасауды қарастырды, бірақ соңында толығымен жаңа төрт цилиндрлі қозғалтқыш жасауды шешті. Жаңа қозғалтқыштың жобалау мақсаттары шу мен дірілді азайту, сонымен бірге беріктікті, жүргізуге қолайлылықты, жанармай үнемділігін және төмен айналымдарда "қолданылатын" қуатты арттыру болды. Олар сол кезде General Motors компаниясында өндірісте болған басқа төрт цилиндрлі қозғалтқыштарды талдады, және GM do Brasil-дің Chevrolet 153 куб. дюймдік төрт цилиндрлі қозғалтқышының қысқа соққысы және ұзын біліктік саяқтары Chevrolet-тің бастапқы дизайнымен және Chevrolet Vega-дан шыққан 2.3 литрлік төрт цилиндрлі қозғалтқышпен салыстырғанда қосалқы дірілді едәуір азайтқанын анықтады. Бұл қозғалтқыштың салмағын, күрделілігін және құнын арттыратын қарсы айналатын тепе-теңдік біліктерінің қажеттілігін жойды. Бразилиялық қозғалтқышпен бірдей диаметрі, соққысы және цилиндр аралығы болғанымен, көптеген бөлшектері алмастырылмайды. Қозғалтқыштың төмен айналымдарда қуат беруіне назар аудару жобалау мақсаттарына жету үшін маңызды болды. Әрбір цилиндрдің қуатын теңестіру үшін сорғы коллекторы мен газды қайта айналдыру жүйесі мұқият жобаланды. Су және май сорғыларының қуат тұтынуы азайтылды, ал поршень сақиналары, цилиндр қабырғалары және коленвал журналы үйкелісті азайту үшін жасалды. Қозғалтқыш блогының беріктігін арттыру үшін 2.3 литрлік Vega қозғалтқышында қолданылған әлсіз алюминий блогының орнына бес негізгі подшипниктері бар құйма темір блогы қолданылды. (Тірі қарапайым темір блогымен бірге темір герцогтың салмағы шамамен 20 фунтқа ғана артық болды.) 2.3 литрлік қозғалтқыштың белдікпен қозғалатын жоғары жатқан кәмшафты орнына, уақытты басқару тісті доңғалақтары бар жоғары жатқан клапанды конструкция таңдалды. Сорғы және шығару коллекторларын цилиндр басына бекіту үшін арнайы бұрандалар қолданылды, бұл бұрандалар әдеттегіден сәл ұзын болды, олар тығыздағыштардың тығыздығын сақтай отырып, коллекторлардың жылумен кеңеюіне байланысты жарылуын болдырмау үшін аздап қозғалуға мүмкіндік берді. Суық старттарда өнімділікті жақсарту үшін электрлік соққысы бар екі сатылы, екі баррельді карбюратор қолданылды, ал карбюратордың астында және сорғы және шығару коллекторлары арасында жылудан қорғайтын экрандар орнатылды, бұл карбюратордағы бензиннің ыстық ауа райында буу тезірек болуын болдырмады. Төрт цилиндрлі қозғалтқышпен жабдықталған автомобильдерде ауа кондиционері қосылғанда ыстық ауа райында жүргізу қиындықтары туындауы мүмкін екенін ескере отырып, басқа да жақсартулар жасалды, соның ішінде компрессорды толық газ бергенде өшіретін және қозғалтқыш іске қосылғаннан кейін он екі секундтан кейін ғана компрессордың қосылуын болдырмау үшін ауа кондиционерінің схемасына енгізілген кешіктіру.

At the time of the 1973 oil crisis the only engines Pontiac built were , , and versions of their V8 engine. Recognizing that future products would need to be smaller and more fuel efficient, Pontiac engineers were tasked with developing a new engine that would be suitable for these future products. The engineers considered developing smaller displacement versions of the existing V8, a V6 derived from the V8, a V4 derived from the V8, and an inline four derived from one of the cylinder banks of the V8 (in the same fashion as the 1961 Pontiac Tempest's "Trophy 4" engine), but ultimately decided to create an entirely new four cylinder engine. The development team's design goals were to minimize noise and vibration while maximizing durability, drivability, fuel economy, and "usable" power at lower engine speeds. They began by analyzing other four cylinder engines in production at General Motors at the time, and they found that GM do Brasil's version of the Chevrolet 153 cu in four cylinder—with a shorter stroke and longer connecting rods—had significantly reduced secondary vibration as compared to the original Chevrolet design and the newer 2.3 L four cylinder from the Chevrolet Vega. This obviated the need for counter rotating balance shafts, which would have increased the weight, complexity, and cost of the engine. Despite sharing the same bore, stroke, and cylinder spacing as the Brazilian engine, the majority of parts are not interchangeable. Focusing on making power at lower engine speeds was a deliberate consideration in order to meet the rest of the design goals. Careful consideration was made to the design of the intake manifold and exhaust gas recirculation system to ensure power output from each cylinder was equalized. Power consumption of the water and oil pumps were reduced, and the piston rings, cylinder bores, and crankshaft journals were designed to minimize friction. To maximize durability the engine block was made of cast iron with five main bearings, rather than the relatively fragile cast aluminum block used by the 2.3 L Vega engine. (Even with the cast iron block the Iron Duke only weighed about 20 pounds more.) The 2.3 L engine's belt driven overhead camshaft was eschewed in favor of an overhead valve design with timing gears. Specially designed bolts that stretch slightly farther than a conventional bolt were used to secure the intake and exhaust manifolds to the cylinder head, to allow slight movement while maintaining the seal of the gaskets in order to prevent cracking the manifolds as they expand with heat. A two stage, two barrel carburetor with electric choke was used to improve performance in cold starts, while heat shields incorporated underneath the carburetor and between the intake and exhaust manifolds were used to prevent heat soaking the gasoline in the carburetor thereby improving performance in hot weather. Recognizing that cars with four cylinder engines equipped with air conditioning tended to experience drivability issues in hot weather, other improvements were made including a cut off switch that shut the compressor off at wide open throttle and a delay incorporated into the air conditioning's circuitry to prevent the compressor from engaging until twelve seconds after the engine was started.