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Motorbauteile Beschreibung - LF1 oder LFW

Der High Feature V6-Motor (VIN-Code "G" für Personen-, "Y" für Lastkraftwagen) RPO LF1 ist ein 3,0-Liter VVT-Motor (variable Steuerzeiten) mit Direkteinspritzung. Der RPO LFW (VIN-Code "5" für Personen, "5" für Lastkraftwagen) ist ein für E85-Kraftstoff geeigneter LF1-Motor. Beim Direkteinspritzsystem sitzen die Hochdruck-Einspritzdüsen in den Zylinderköpfen. Der Motor enthält 2 Einlass- und 2 Auslassventile pro Zylinder und ist mit doppelter obenliegender Nockenwelle mit getrennten Einlass- und Auslassnocken ausgeführt. Auf jeder Nockenwelle sitzt ein Nockenwellenstellglied. Die Zylinder sind in zwei Reihen mit jeweils drei Zylindern angeordnet, die um einen Winkel von 60 Grad versetzt sind. Vom Schwungradende des Motors betrachtet haben die Zylinder in der rechten Zylinderreihe die Nummern 1-3-5 und die in der linken Reihe 2-4-6. Die Zündreihenfolge des Motors lautet 1-2-3-4-5-6.

Der Zylinderblock besteht aus einer Aluminiumlegierung mit eingegossenen eisernen Zylinderlaufbuchsen. Jeder Hauptlagerdeckel ist mit sechs Schrauben am Motorblock befestigt. Zusammen mit zwei äußeren und inneren Schrauben werden im Block zwei seitliche Schrauben mit nach unten gezogenen Wangen verwendet. Um eine Belüftung zu verhindern, wird der Ölrücklauf vom Ventiltrieb und den Zylinderköpfen abseits von den sich drehenden und hin- und hergehenden Bauteilen in Ölrücklaufkanäle verlegt, die in die Zylinderköpfe und den Motorblock eingeschlossen sind. Druckbetriebene Kolben-Ölkühldüsen sind zwischen den sich gegenüber liegenden Zylindern montiert. Auf jeder Seite außen am Motorblock befindet sich ein Klopfsensor. Der Kurbelwellenstellungssensor befindet sich an der rechten Außenseite des Motorblocks.

Die Kurbelwelle ist aus gehärtetem Schmiedestahl hergestellt und verfügt über 4 Hauptlager. Der Kurbelwellendruck wird durch den oberen Teil des Hauptlagers 3 geregelt. Das Reluktanzgeberrad, Kurbelwellenstellung ist hinten auf die Kurbelwelle vor dem hinteren Hauptlager gepresst. Für eine bessere Haftung wird auf dem Impulsgeberrad mikroverkapselter Klebstoff verwendet. Die Kurbelwelle ist intern ausgewuchtet und verfügt über einen integrierten Ölpumpenantrieb, der in die Nase vor dem vorderen Hauptlager eingearbeitet ist.

Die Pleuel sind aus Stahl hergestellt und haben schwimmend gelagerte Kolbenbolzen. Die Kolbenbolzen haben eine Schlupfpassung zu den Pleueln mit Bronzebuchsen. Der Kolbenbolzen ist mit Drahtbefestigungselementen am Kolben befestigt. Die Kolben aus Aluminiumguss haben polymerbeschichtete Schäfte, um die Reibung zu reduzieren. Der Kolben hat zwei Kompressionsringe mit niedriger Spannung und einen mehrteiligen Ölabstreifring. Die Oberseite des Kolbens ist mit einer konkaven Aussparung versehen, die das Vermischen von Luft und Kraftstoff und die Verbrennung im Direkteinspritzsystem unterstützt.

Das Nockenwellenantriebssystem besteht aus einer primären Steuerkette, die vom Kurbelwellenrad angetrieben wird. Die primäre Steuerkette treibt zwei Zwischenantriebskettenräder an. Jedes öldruckversorgte Zwischenantriebskettenrad treibt separate sekundäre Steuerketten an. Jede sekundäre Steuerkette treibt die Stellglieder der Einlass- und Auslassnockenwellen des entsprechenden Zylinders an.

Die primäre Steuerkette verwendet zwei stationäre Steuerkettenführungen und einen hydraulisch betätigten Spanner mit eingebauter Backe. Die Spanner minimieren die Geräuschentwicklung der Steuerketten, verhindern ein Schlagen der Steuerketten, regeln den Lauf der Steuerketten verschleißabhängig nach und sorgen so für einen korrekten Betrieb der Ventile. Die Spanner verfügen über einen Kolben, der mit fortschreitendem Verschleiß ausrückt und so das Spiel minimiert. Die Spanner sind mit Öldüsen ausgerüstet, die während des Motorbetriebs Öl in die Bauteile der Steuerung sprühen. Die sekundäre Steuerkette verwendet eine stationäre Steuerkettenführung und eine bewegliche Steuerkettenbacke. Die Backe der sekundären Steuerkette wird von einem hydraulisch betätigten Spanner unter Spannung gehalten. Die Spanner sind mit einer kunststoffbeschichteten Stahldichtung gegen den Zylinderkopf oder -block abgedichtet. In der Dichtung wird eine ausreichende Ölreserve eingeschlossen, um eine ruhigen Start zu garantieren.

Der Motor verfügt für jede Einlass- und Auslassnockenwelle über ein Stellglied für die Nockenwellenstellung. Die Nockenwellen-Phaseneinstellung wird motorlastabhängig angepasst. Die doppelte Phaseneinstellung der Nockenwelle ermöglicht die weitere Optimierung der Leistung, des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen ohne die gesamte Motorreaktion und Fahrbarkeit zu beeinträchtigen. Die variable Ventilsteuerung trägt auch zu reduzierten Abgasemissionen bei. Sie optimiert die Überlappung der Auslass- und Einlassventile und macht ein Abgasrückführungssystem (AGR) unnötig.

Beim Stellglied, Nockenwellenstellung handelt es sich um ein Stellglied mit hydraulisch betätigtem Flügel, das die Nockenwellenstellung relativ zur Kurbelwellenstellung ändert. Über ein Ölsteuerventil am Stellglied, Nockenwellenstellung wird Motoröl in die entsprechenden Ölkanäle im Stellglied, Nockenwellenstellung geleitet. Durch das am Flügel des Nockenwellenstellers wirkende Öl wird die Nockenwelle relativ zum Kettenrad gedreht. Im Leerlauf befinden sich beide Nockenwellen in der Normal- oder Grundstellung. In dieser Stellung ist die Auslassnockenwelle vollständig frühverstellt und die Einlassnockenwelle vollständig spätverstellt, um die Ventilüberlappung für einen ruhigen Leerlauf zu minimieren. Ein interner Arretierstift verriegelt im Leerlauf den inneren Rotor am äußeren Stellglied, Nockenwellenstellung und hält diese Stellung während des Motorstarts. Während anderer Motorbetriebsbedingungen wird das Stellglied, Nockenwellenstellung vom Motorsteuergerät (ECM) gesteuert, um die Steuerung der Einlass- und Auslassventile und somit die Leistung, das Fahrverhalten und den Kraftstoffverbrauch zu optimieren. In das Stellglied, Nockenwellenstellung ist ein Auslöserad integriert, das Signale an den im vorderen Deckel montierten Sensor, Nockenwellenstellung liefert, um die genaue Stellung der Nockenwelle zu bestimmen. Die interne Konfiguration des Stellglieds, Auslassnockenwelle unterscheidet sich von der Konfiguration des Stellglieds, Einlassnockenwelle, da die Phasenlage des Stellglieds, Auslassnockenwelle entgegengesetzt zu der des Stellglieds, Einlassnockenwelle wirkt.

Das Ölsteuerventil des Stellglieds, Nockenwellenstellung (OCV) leitet Öl von der Ölversorgung im Kopf des Stellglieds, Nockenwellenstellung zu den entsprechenden Ölkanälen des Stellglieds, Nockenwellenstellung. Jedes Stellglied, Nockenwellenstellung hat ein Ölsteuerventil. Das Ölsteuerventil ist versiegelt und in vorderen Deckel montiert. Das verzahnte Ende des Ölsteuerventils steckt im Zylinderkopf. Ein Filtersieb schützt den Öleinlass der Ölsteuerventile vor Verschmutzungen aus der Ölversorgung.

Der vordere Nockenwellenzapfen verfügt über mehrere gebohrte Öllöcher, mit denen das Stellglied, Nockenwellenstellung den Ölfluss vom Zylinderkopf zum Stellglied, Nockenwellenstellung regelt. Die mittlere Schraubenbohrung in der Nockenwelle hat Gegenbohrungen, damit Öl um die Nockenwellenschraube und um das Stellglied, Nockenwellenstellung fließen kann. Das Öl in diesem Ölkanal sorgt dafür, dass das Stellglied, Nockenwellenstellung in die Grundstellung bewegt wird.

Radial auswärts von der Zapfenmitte befindet sich ein Satz aus vier gebohrten Öllöchern für das Stellglied, Nockenwellenstellung. Das Öl in diesen Ölbohrungen dient dazu, die Nockenwelle von der Ausgangsstellung in eine vom ECM festgelegte Stellung zu bewegen. Dichtungsringe vorne und rückwärts am vorderen Nockenwellenzapfen verhindern, dass Öl vom hydraulischen Nockenwellenstellglied austritt. Die Abdichtungen bestehen aus einem verschleißfesten Verbundwerkstoff mit einem diagonalen Endspalt, der die Dichtungswirkung verbessert. Das Stellglied, Nockenwellenstellung ist am vorderen Ende der Nockenwelle montiert, und die Einkerbung an der Nockenwellennase ist mit dem Passstift am Stellglied, Nockenwellenstellung ausgerichtet, um eine richtige Nockensteuerung und Ausrichtung der Ölbohrungen im Stellglied, Nockenwellenstellung zu garantieren.

Die Zylinderköpfe bestehen aus Aluminiumguss mit Ventilsitzeinsätzen und Ventilführungen aus Sintermetall. Die Zylinderköpfe sind ebenfalls mit integrierten Auslasskrümmern in den gegossenen Zylinderköpfen versehen. Zwei Einlassventile und zwei Auslassventile werden von Rollenschlepphebel angetrieben, die sich auf einem stationären Hydrostößel (SHLA) drehen. Beim für E85-Kraftstoff ausgelegten LFW-Motor wurden die Ventile und Ventilsitze aus speziellen Materialien gefertigt, die mit E85 ordnungsgemäß funktionieren.

Separate Einlass- und Auslassnockenwellen werden von in den Zylinderkopf maschinell eingearbeiteten Lagern gestützt. Der vordere Nockenwellenlagerdeckel funktioniert als Druckfläche für die einzelnen Nockenwellen. Zusätzlich zu den Druckflächen in den vorderen Nockenwellenlagerdeckeln gibt es zwischen Nockenwellensteller und Vorderseite des Zylinderkopfs/Nockenwellendruckdeckels eine Druckscheibe aus Kunststoff, um den Nockenwellendruck besser zu steuern. Die Zündkerzen sind durch ein Rohr abgeschirmt, das in den Zylinderkopf eingepresst ist. Die Zündspulen der Zündkerzen sind ebenfalls durch das Zündkerzenrohr montiert. Der Motorkühlmitteltemperatursensor (ECT) ist in den Zylinderkopf eingeschraubt. Bei der Direkteinspritzung sind die Hochdruck-Einspritzventile in bearbeiteten Bohrungen unterhalb der Ansaugkanäle angeordnet. An der Einlassseite des Zylinderkopfs ist ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr aus Edelstahl befestigt.

Über ein aus einem Stück gearbeiteten Einlasskrümmer aus Vollaluminium wird die Brennkammer mit Trockenluft beschickt. Der Kraftstoff wird während des Ansaugtakts direkt in den Zylinder eingespritzt. Wenn der Kolben sich dem oberen Totpunkt nähert, wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch von der Zündkerze entzündet. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe (ETC) koordiniert über das Motorsteuergerät (ECM) die Fahrereingabe mit den verschiedenen Steuerbauteilen.

Die Bezeichnung rechts (RH) oder links (LH) im Abschnitt Motormechanik ist immer von der Rückseite, der abgewandten Seite von der Motorabdeckung oder vom Fahrgastraum aus zu verstehen.