อ่าน 8 นาที
เครื่องยนต์ Volvo Redblock
เครื่องยนต์ Volvo B21 เป็น เครื่องยนต์ สี่สูบเรียง แบบเอียง ที่ใช้ครั้งแรกในรถยนต์ Volvo ซีรีส์ 200 โดยมีจุดประสงค์เพื่อทดแทนเครื่องยนต์ B20 เครื่องยนต์ B21...
เครื่องยนต์ Volvo Redblock
เครื่องยนต์ Volvo B21เป็น เครื่องยนต์ สี่สูบเรียง แบบเอียง ที่ใช้ครั้งแรกในรถยนต์Volvo ซีรีส์ 200โดยมีจุดประสงค์เพื่อทดแทนเครื่องยนต์B20เครื่องยนต์B21และเครื่องยนต์ที่พัฒนาต่อยอดจาก B21 มักถูกเรียกว่า เครื่องยนต์ บล็อกแดงเนื่องจากมีการทาสีแดงที่ตัวบล็อก ความแตกต่างหลักเมื่อเทียบกับ B20 คือ การเปลี่ยนมาใช้ระบบวาล์วแบบ SOHCแทนที่ระบบก้านกระทุ้งแบบเดิม และการเปลี่ยนจาก ฝาสูบ เหล็กของ B20 มาเป็นฝา สูบอะลูมิเนียมแบบไหลข้าม
ประวัติศาสตร์
Initially the overhead camshaft versions were offered as optional equipment on the 240, becoming standard in all markets by the 1976 model year. The overhead camshaft motors were available in displacements of 2.0 (B19 and B200), 2.1 (B21), and eventually 2.3 (B23 and B230) litres. The B21 featured an 80 mm (3.15 in) stroke, and 92 mm (3.62 in) bore. In the US, the B21's power output ranged anywhere between 98 hp (73 kW) and 107 hp (80 kW), based on variations in the compression ratio and was typically supplied with a B or M camshaft.
The engines are tilted approximately 15 degrees to right (exhaust side) to make room for the more complicated injection systems. B19 and B21 blocks can be identified by water plugs on one side of the block. The B23 blocks have them on both sides. The camshaft is driven by a toothed belt that is driven off the front of the crankshaft. The belt turns the intermediate shaft as well, which in turn drives the oil pump, distributor (on 240 engines and BXX 700/900 series engines) and the fuel pump of carburetor models. All single camshaft versions of the engine with the exception of the K series (B200K, B230K) are of 'non-interference' design, meaning that failure of the toothed belt will not result in engine damage.
In 1981 the B21FT (a B21F with a turbo) was introduced with a compression ratio of 7.5:1 mated with a Garrett T3 turbocharger and a T camshaft. Additional turbo variants, not offered in the US market, were the B19ET and the B21ET, based on the B19E and B21E respectively. The turbocharger increased power output to 127 hp (95 kW) for the B21FT, and 155 hp (116 kW) for the B21ET. 6.5 psi (0.45 bar) boost on the B21FT and 9 psi (0.62 bar) boost on the B21ET. Also new for the 1981 model year in Canada (previously introduced in 1979 outside of North America) was the B23, with a displacement of 2.3 litres (80 mm (3.15 in) stroke and 96 mm (3.78 in) bore). Aside from the increased bore size, the engine is identical to the B21. Volvo used a slightly different mold for the turbo engines to cast a boss for the turbo oil return line. Because a turbocharged engine has a higher operating temperature they used sodium filled exhaust valves and a thermostat controlled oil cooler (air/oil model).
ในปี 1983 เครื่องยนต์ B23 ได้ถูกนำเข้าสู่ตลาดสหรัฐอเมริกาในชื่อเครื่องยนต์ B23F นอกจากนี้ ในปีเดียวกันนั้น ระบบ "อินเตอร์คูลเลอร์บูสต์" (IBS) ก็ถูกนำเข้ามาใช้กับเครื่องยนต์ B21FT ด้วย ชุด IBS ประกอบด้วยอินเตอร์คูลเลอร์ท่อส่งอากาศที่เหมาะสม ฝาครอบพัดลมใหม่ ท่อส่งน้ำมันหล่อเย็นใหม่ และขายึด และอาจมี ชุดอุปกรณ์ สำหรับเกียร์อัตโนมัติเพิ่มเติม ระบบ IBS ช่วยเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ B21FT เป็น 157 แรงม้า (117 กิโลวัตต์) ซึ่งมากกว่าเครื่องยนต์ B21ET ที่ไม่มีอินเตอร์คูลเลอร์ในตลาดยุโรปเล็กน้อย ซึ่งมีกำลัง 155 แรงม้า (116 กิโลวัตต์) แคนาดาก็ได้รับเครื่องยนต์ B21FT พร้อมกับเครื่องยนต์ B23E ที่ลดกำลังลงในปี 1983 เช่นกัน
ในช่วงกลางปี 1984 ระบบ "อินเตอร์คูลเลอร์บูสต์" กลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานในรถ Volvo 240 Turbo ที่จำหน่ายในอเมริกาเหนือ นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มคลัตช์ขนาดใหญ่ขึ้นและฟลายวีล แบบมีขั้นบันได เมื่อรวมกับการเปลี่ยนแปลงระบบเชื้อเพลิงในปี 1984 ที่เพิ่มกำลังม้าของเครื่องยนต์ B21FT รุ่นไม่มีอินเตอร์คูลเลอร์เป็น 131 แรงม้า (98 กิโลวัตต์) ทำให้กำลังม้าของรุ่นปี 1984.5 ที่ติดตั้งอินเตอร์คูลเลอร์จากโรงงานเพิ่มขึ้นเป็น 162 แรงม้า (121 กิโลวัตต์)
ในปี 1985 ได้มีการนำการออกแบบ "แรงเสียดทานต่ำ" ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่มาใช้ โดยตั้งชื่อว่า B200 และ B230 (ขึ้นอยู่กับปริมาตรกระบอกสูบ) ส่วนประกอบหลายอย่างได้รับการเปลี่ยนแปลงการออกแบบ เช่น ก้านลูกสูบยาวขึ้น (152 มม. (6.0 นิ้ว) ยาวขึ้น 7 มม. (0.28 นิ้ว)) ลูกสูบที่มีความสูงการอัดต่ำลงแบริ่ง แรงเสียดทานต่ำลง (ขนาดเล็กลง) เพลาข้อเหวี่ยงที่มีตุ้มถ่วง 8 อัน (แทนที่จะเป็น 4 อันในเครื่องยนต์ Bxx รุ่นเก่า) และตัวปรับสมดุลแรงสั่นสะเทือน (หรือที่เรียกว่าแดมเปอร์) ขนาดใหญ่ในพูลเลย์ข้อเหวี่ยง
ในปี 1989 มีการปรับปรุงเพลาข้อเหวี่ยง โดยย้ายแบริ่งรับแรงผลักตามแนวแกนกลับไปที่เบอร์ 5 ใช้แบริ่งหลักขนาดใหญ่ขึ้น และขยายก้านสูบจาก 9 มม. (0.35 นิ้ว) ในปี 1990 เป็น 13 มม. (0.51 นิ้ว) นอกจากนี้ ในปี 1989 ยังมีการเปิดตัวเครื่องยนต์ B200 และ B230 แบบ 16 วาล์ว ดับเบิ้ลแคม ซึ่งเรียกว่า B204 และ B234 ตามลำดับ เครื่องยนต์ B204 ยังมีแบบเทอร์โบในบางตลาด (เช่นอิตาลี ) ที่มีการเก็บภาษีเครื่องยนต์ขนาดใหญ่สูง โดยมีสองรุ่นคือ เครื่องยนต์เทอร์โบ B204GT ใช้เซ็นเซอร์แลมบ์ดาแบบทนตะกั่ว ให้กำลังประมาณ 200 แรงม้า (149 กิโลวัตต์) และ B204FT มีตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยาให้กำลัง 185 แรงม้า (138 กิโลวัตต์) ทั้งสองรุ่นเป็นเครื่องยนต์เรดบล็อกรุ่นแรกที่ติดตั้งระบบฉีดน้ำมันหล่อลื่นเพื่อระบายความร้อนลูกสูบ เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ และลูกสูบทั้งหมดผลิตจากเหล็กหล่อขึ้นรูป วาล์วไอเสียบรรจุโซเดียมเพื่อการทำงานที่เย็นลง มีวาล์วขนาดเล็กกว่าและสปริงวาล์วที่แข็งกว่าเครื่องยนต์ 16 วาล์วแบบไม่มีเทอร์โบ แรงบิดที่เพลาข้อเหวี่ยงอยู่ที่ 290 นิวตันเมตร (214 ปอนด์-ฟุต) ที่ 2950 รอบต่อนาทีสำหรับรุ่น GT และ 280 นิวตันเมตร (207 ปอนด์-ฟุต) สำหรับรุ่น FT ความแตกต่างอื่นๆ จากเครื่องยนต์ 16 วาล์วแบบปกติคือ ใช้ตัวกรองน้ำมันเครื่องแบบติดตั้งแยก (อยู่ห่างจากบล็อกเครื่องยนต์ด้านท่อไอเสีย) และแผ่นกันน้ำมันกระเด็น
ในปี 1993 สำหรับเครื่องยนต์ B230 ได้มีการเพิ่มระบบระบายความร้อนลูกสูบด้วยการฉีดน้ำมันเพื่อช่วยลดปัญหาการกระแทกของลูกสูบในเครื่องยนต์เทอร์โบ การปรับปรุงอีกอย่างคือการเปลี่ยนจากสายพานไทม์มิ่งแบบฟันสี่เหลี่ยมเป็นแบบฟันกลมซึ่งทำให้การทำงานของสายพานเงียบลง
แม้ว่าการจำหน่ายรถยนต์รุ่นสีแดง (redblock) จะยุติลงในอเมริกาเหนือ ในปี 1995 แต่การผลิตยังคงดำเนินต่อไปในยุโรปจนถึงปี 1998 เมื่อรุ่น 940 ถูกยกเลิกการผลิต
การตั้งชื่อ
เครื่องยนต์ B21 และเครื่องยนต์บล็อกสีแดงที่เกี่ยวข้อง ได้รับการตั้งชื่อตามแบบแผนดังต่อไปนี้: B##X หรือ B##VX โดยที่ B หมายถึง "เบนซิน" (น้ำมันเบนซิน) ## หมายถึงปริมาตรกระบอกสูบในหน่วยเดซิลิตร และ X เป็นคำต่อท้ายที่เหมาะสม สำหรับเครื่องยนต์แรงเสียดทานต่ำรุ่นหลัง V หมายถึงการจัดเรียงวาล์วแบบ SOHC (0) หรือแบบ DOHC (4 สำหรับ 4 วาล์วต่อกระบอกสูบ)
เช่น B230 (SOHC, 2.3 ลิตร), B234 (2.3 ลิตร, DOHC * 4 วาล์วต่อกระบอกสูบ * 4 กระบอกสูบ = 16 วาล์ว)
คำต่อท้ายต่อไปนี้เป็นคำที่ Volvo นิยมใช้:
- A - คาร์บูเรเตอร์แบบแรงดันคงที่ตัวเดียว (เช่น Pierburg 175 CDUS) โดยทั่วไปจะมีโช้คแบบปรับด้วยมือ
- B - อัตราส่วนกำลังอัดสูง พร้อมคาร์บูเรเตอร์คู่ ไม่ว่าจะเป็น คาร์บูเรเตอร์ Zenith - Stromberg คู่ หรือ คาร์บูเรเตอร์ SUคู่
- E - อัตราส่วนการอัดสูง ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยาระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบกลไกK-Jetronic
- BxxET - เทอร์โบ K-Jetronic
- B2xxET - ระบบฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์ควบคุมด้วยMotronic , เทอร์โบ
- F - อัตราส่วนกำลังอัดต่ำ (9.8:1 ใน B230F, 9.5:1 ใน B280F, 10.0:1 ใน B234F และ 10.7:1 ใน B204F) รุ่นสำหรับสหรัฐอเมริกา/ยุโรป (F ย่อมาจาก Federal) พร้อมตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยา รุ่นสำหรับยุโรป/เอเชียแปซิฟิก ใช้ระบบหัวฉีดเชื้อเพลิง (โดยทั่วไปคือLH JetronicหรือBendix Regina)
- K - คาร์บูเรเตอร์แบบหัวฉีดเดี่ยว (เช่น คาร์บูเรเตอร์ Solex-Cisac ) โดยทั่วไปจะมีโช้คอัตโนมัติ
- G - LH2.4 Jetronic แต่ไม่มีตัวแปลงไอเสียแบบเร่งปฏิกิริยา ปรับค่า COบน AMM (คล้ายกับ LH2.2 Jetronic) บางรุ่นไม่มีเซ็นเซอร์O2บางรุ่นมีเซ็นเซอร์ O2 ซึ่ง ต้องเปลี่ยนเป็นประจำเนื่องจากคราบตะกั่วสะสม เหมาะสำหรับตลาดที่น้ำมันไร้สารตะกั่วหายากในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เช่น ยุโรปตะวันออก
- FB - เครื่องยนต์รุ่นลดกำลังอัดของ B230F และติดตั้ง "ชุดปรับแต่ง" เฉพาะของ Volvo (9.3:1) ซึ่งประกอบด้วยฝาสูบ "531" เพลาลูกเบี้ยว VX3 และท่อไอเสียที่ไหลเวียนอากาศได้ดีกว่า กำลังสูงสุด 131 แรงม้า (96 กิโลวัตต์) และแรงบิด 185 นิวตันเมตร (136 ปอนด์-ฟุต) ระบบฉีดเชื้อเพลิง Jetronic LH2.4 สำหรับตลาดในยุโรปและออสเตรเลีย มีให้เลือกเป็นออปชั่นในรุ่นปี 1991 และ 1992
- FX - เหมือนกับ FB แต่ตัวจ่ายไฟติดตั้งอยู่บนบล็อกเครื่องยนต์ (แทนที่จะอยู่บนฝาสูบ) สำหรับใช้ในเครื่องยนต์240
- FD - essentially a B230F fitted with exhaust gas recirculation (EGR) and Pulse air system for cleaner emissions
- T - turbocharged, after E or F suffix (example: B21ET, B230FT)
- FK - low pressure turbo, 1995 onward, not supplied in North America. Identical to the B230FT engine of that time but lowered boost level at 4 psi (0.28 bar)
(boost level was lowered because of taxes although only in some countries)
- FT - LH-Jetronic 2.2/2.4, turbocharger, 8.7:1 Static compression ratio achieved by dished pistons.
- FTX - Higher power output B230FT, approximately 190 PS (140 kW). (available through the Turbo+ package)
Special versions
B17
Special version for certain European export markets (e.g. Greece, Israel) with shorter stroke than the B19, 88.9 mm × 71.85 mm (3.50 in × 2.83 in) bore and stroke for 1.8 L (1,784 cc) displacement.
B19 Turbo
The 2.0 L (1,986 cc) 107 kW (145 PS) B19ET was sold in certain markets where engines of over 2–litre displacement were heavily taxed, such as Italy. The engine has the same stroke as all other redblocks, the smaller displacement is the result of a smaller bore at 88.9 mm × 80 mm (3.50 in × 3.15 in). It is a very robust engine with forged pistons (made by Kolbenschmidt). The B19 later evolved into the B200 low friction engine.
B23 Turbo
The B23ET and B23FT motors were offered for two years only in the 1983 and 1984 Volvo 700 series. Both the B23ET and B23FT are somewhat unusual in the 700 series, as they were the only turbo motors offered in the 700 series with a block mounted distributor, forged pistons and a forged crankshaft. The B23ET was the only redblock known to be equipped with a small coolant passage version of the higher flowing 405 cylinder head, the FT had to make do with normal 398 head. As these motors predate the low-friction B200 and B230 turbos and are equipped with forged pistons and crank, they are often considered one of the most robust Volvo turbo motors.
16 Valve Variants
เครื่องยนต์ Redblock 16 วาล์ว เปิดตัวครั้งแรกในปี 1988 สำหรับรุ่น 740 GLE (และต่อมาใช้ในรุ่น 940/960) โดยมีให้เลือกทั้งแบบเทอร์โบ 2.0 ลิตร (B204FT/GT) และ แบบ ดูดอากาศธรรมชาติ 2.3 ลิตร 155 แรงม้า (114 กิโลวัตต์) (B234F) ฝาสูบได้รับการออกแบบโดยCosworthหรือPorsche สำหรับ Volvo นอกจากฝาสูบ 16 วาล์วแล้ว เครื่องยนต์เหล่านี้ยังติดตั้งเพลาสมดุลภายนอกแบบหมุนสวนทางกันคู่ และตัวบล็อกเครื่องยนต์เองก็แตกต่างจาก Redblock 8 วาล์ว บล็อกแตกต่างจาก B230 มาตรฐานตรงที่เพลาเสริม (ที่ใช้ขับปั๊มน้ำมันและตัวจ่ายไฟในรุ่นที่มีตัวจ่ายไฟติดตั้งอยู่บนบล็อก) ถูกแทนที่ด้วยปั๊มน้ำมันภายนอก ฝาสูบ 16 วาล์วเองก็เป็นการออกแบบใหม่ทั้งหมดสำหรับ Volvo: ฝาสูบเป็นแบบหลายชิ้น โดยมีตัวยึดลูกเบี้ยวและส่วนล่างแยกกัน เครื่องยนต์ " บล็อกขาว " รุ่นหลังๆสามารถสืบย้อนการออกแบบฝาสูบไปถึงแบบสองชิ้นที่พบในเครื่องยนต์ B204 และ B234 ได้ รุ่นเทอร์โบ 2.0 ลิตรถูกนำมาใช้ในตลาดยุโรปที่มีโครงสร้างภาษีผูกติดกับปริมาตรกระบอกสูบของเครื่องยนต์ เช่น ฟินแลนด์และอิตาลี จุดเด่นของเครื่องยนต์เทอร์โบ B204 คือมีเครื่องวัดอุณหภูมิไอเสีย (exhaust gas pyrometer) ซึ่งใช้ตรวจจับอุณหภูมิไอเสียที่สูงเกินไป เมื่อตรวจพบอุณหภูมิไอเสียที่สูงเกินไป คอมพิวเตอร์ควบคุมการฉีดเชื้อเพลิงจะเพิ่มปริมาณเชื้อเพลิงในส่วนผสม เครื่องยนต์นี้มีเพลาข้อเหวี่ยงแบบตีขึ้นรูป ลูกสูบแบบหล่อ และก้านสูบ ขนาด 13 มม. (0.51 นิ้ว )
แม้ว่าเครื่องยนต์ 16 วาล์วจะเป็นเครื่องยนต์ที่ทรงพลังสำหรับยุคนั้น แต่ก็อาจประสบปัญหาบางอย่างที่แก้ไขได้ง่าย ปัญหาหนึ่งที่พบได้น้อยคือปัญหาเกี่ยวกับเฟืองปั๊มน้ำมัน ซึ่งนำไปสู่สายพานไทม์มิ่งขาด เฟืองปั๊มน้ำมันเองอาจเสียหายบริเวณหน้าแปลนยึด หรือที่พบบ่อยกว่าคือ สลักเกลียวเกรด 8.8 (เกรด 5) ที่ยึดเฟืองอาจหักได้ ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้สลักเกลียวเกรด 10.9 (เกรด 8) เมื่อเปลี่ยนเฟืองปั๊มน้ำมัน สาเหตุอีกประการหนึ่งที่ทำให้สายพานไทม์มิ่งขาดคือการปรับสายพานไทม์มิ่งไม่ถูกต้องในเครื่องยนต์ที่มีตัวปรับความตึงแบบแมนนวล (เฉพาะรุ่นปี 1989 ถึงต้นปี 1990 เท่านั้น) หรือการปรับสายพานเพลาสมดุลไม่ถูกต้อง เนื่องจากเป็นเครื่องยนต์แบบมีวาล์ว ชน กัน หากสายพานไทม์มิ่งขาดจะทำให้เกิดความเสียหายได้ อีกปัญหาที่พบบ่อยคือซีลน้ำมันของเพลาสมดุลมักรั่วในเครื่องยนต์รุ่นเก่า ซีลที่เปลี่ยนใหม่มักจะเริ่มรั่วอีกครั้งเนื่องจาก "ความไม่สม่ำเสมอจากการสึกหรอ" บนเพลาเอง หลายคนถอดสายพานเพลาสมดุลหรือชุดเพลาสมดุลออกทั้งหมดเพื่อป้องกันสายพานชำรุดและ/หรือรั่วซึม เพลาสมดุลมีไว้เพื่อลดการสั่นสะเทือนลำดับที่สองที่รอบสูงเท่านั้น และการถอดออกจะส่งผลต่อการสั่นสะเทือนที่รอบสูงเท่านั้น เมื่อแก้ไขปัญหาทั่วไปทั้งหมดแล้ว เครื่องยนต์ 16 วาล์วก็มีความน่าเชื่อถือไม่ต่างจากเครื่องยนต์ SOHC ทั่วไป
The recommended timing belt interval for these engines is every 50,000 mi (80,000 km), or earlier if the engine is modified. It is also recommended to replace the crank and camshaft seals at every interval and to thoroughly inspect the tensioner and idler pulleys for wear.
Volvo Penta
Volvo Penta sold the OHC redblocks as marine engines as well, just like the older OHV engines. Depending on the model the displacement was 2.1 L (2,127 cc) (as B21), 2.3 L (2,316 cc) (same as B23/B230 automotive) or 2.5 L (2,490 cc). The engines with 2.5 L (2,490 cc) displacement, identified as the Volvo Penta AQ151 (8 valve) and AQ171 (dohc 16 valve) models, got a forged crankshaft with a longer stroke of 86 mm (3.39 in) together with pistons with a 3 mm (0.12 in) lower compression height. The 2.5 L (2,490 cc) blocks still had B230 cast in the block. Penta used both the 8 valve and 16 valve cylinder heads. Both the 8V and 16V variants used the same engine block series, the 16V versions didn't use the different block like the automotive B2x4 with balance shafts.
See also
External links
- Volvo Cars of N.A. Online Bookstore (archived)
- 16 Valve Information