Audi: 3-цилиндровый двигатель 1,4 л TDI семейства EA288. Устройство и принцип действия

Новое модульное поколение TDI® создаёт единую основу

Двигатель 1,4 л завершает линейку дизельных силовых

для двигателей семейства EA288. После того как платформа

агрегатов Audi с малым рабочим объёмом.

MDB (модульная дизельная платформа) пополнилась

Большое внимание при его разработке уделялось снижению

4-цилиндровым двигателем, в семейство EA288 включается

выбросов CO₂, поэтому новый рядный 3-цилиндровый двигатель

3-цилиндровый вариант.

TDI 1,4 л соответствует требованиям экологического класса

Евро 6.

640_002

Учебные цели этой программы самообучения:

В этой программе самообучения описываются устройство

• Из какого материала изготовлены гильзы цилиндров?

и принцип действия 3-цилиндрового двигателя 1,4 л TDI. Изучив

• Какие детали/компоненты входят в блок балансирного вала?

настоящую программу самообучения, вы сможете ответить

• Какие форсунки используются в данном двигателе?

на следующие вопросы:

• Каково давление в обратной магистрали форсунок?

2

Введение

Контур рециркуляции ОГ низкого давления¹⁾

Краткое описание

•

3-цилиндровый, рядный.

• Четыре клапана на цилиндр, два верхних распределительных

вала (DOHC).

• Один впускной и один выпускной распределительный вал.

• Литой алюминиевый блок цилиндров.

• Система турбонаддува с жидкостным интеркулером

и турбонагнетателем с изменяемой геометрией

турбины (VTG).

• Привод ГРМ зубчатым ремнём.

• Впускной коллектор с завихряющими заслонками.

• Блок балансирного вала со встроенными в него масляным

и вакуумным насосами.

• Двухконтурная система рециркуляции ОГ

(контуры высокого и низкого давления).

Модуль

нейтрализации ОГ¹⁾

Головка блока

цилиндров²⁾

Блок

цилиндров²⁾

Отключаемый насос системы

охлаждения¹⁾

Привод ГРМ и привод навесных

агрегатов¹⁾

Масляный

поддон¹⁾

Блок (модуль) балансирного вала²⁾

со встроенными в него масляным

и вакуумным насосами

Дополнительная информация

Устройство и принцип действия базового двигателя описываются в программе самообучения 608 «Audi: 4-цилиндровые

двигатели 1,6 л/2,0 л TDI».

4

Модульная конструкция

Суть концепции модульной платформы дизельных двигателей

Турбонагнетатель¹⁾

семейства EA288 заключается в том, что отдельные

функциональные части (узлы, механизмы и т. д.) двигателя

выполняются в виде взаимозаменяемых модулей. В зависимости

от требуемого рабочего объёма, мощности, экологического

класса и класса автомобиля, двигатель можно компоновать

из одних и тех же, а при необходимости — и модифицированных

агрегатов-модулей базового двигателя и навесных агрегатов.

Модульная концепция позволяет выполнить существующие

требования по расходу топлива, токсичности ОГ и мощности,

а также — при сравнительно небольших затратах — обеспечить

соответствие двигателей будущим государственным

и региональным нормам.

Контур рециркуляции ОГ

высокого давления¹⁾

Модуль системы

вентиляции картера¹⁾

Модуль

распредвалов¹⁾

Модуль

масляного

фильтра¹⁾

Впускной коллектор и воздуховод

с интеркулером жидкостного

охлаждения²⁾

Система впрыска топлива

высокого давления¹⁾

640_048

¹⁾ Модули, основанные на уже применявшихся компонентах

дизельной платформы.

²⁾ Совершенно новые модули.

5

Технические характеристики

Внешние скоростные характеристики двигателя

(мощность и крутящий момент)

Мощность, кВт

Крутящий момент, Н·м

640_051

Число оборотов, об/мин

640_004

Буквенное обозначение указано на двигателе спереди слева

по направлению движения, под ГБЦ, на выступающем краю

блока цилиндров.

Параметры

Технические характеристики

Буквенное обозначение двигателя

CUSB

Тип

3-цилиндровый, рядный

Рабочий объём, см³

1422

Ход поршня, мм

95,5

Диаметр цилиндра, мм

79,5

Количество клапанов на цилиндр

4

Порядок работы цилиндров

1-2-3

Степень сжатия

16,1 : 1

Мощность, кВт при об/мин

66 при 2750-3500

Крутящий момент, Н·м при об/мин

230 при 1500-2500

Топливо

Дизельное, EN 590

Наддув

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины

Система нейтрализации ОГ

• Окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр.

• Рециркуляция ОГ с контурами высокого и низкого давления.

Экологический класс

Евро 6

Выбросы CO₂, г/км

89 (в смешанном цикле)

6

Механическая часть двигателя

Блок цилиндров

Блок цилиндров этого двигателя с целью облегчения

За счёт этого новый силовой агрегат на 11 кг легче, чем

изготавливается из алюминиевого сплава (AlSi9Cu3) методом

сопоставимый 3-цилиндровый двигатель с чугунным блоком

литья под давлением. Использование алюминия вместо чугуна

цилиндров, и на 27 кг легче, чем 4-цилиндровый двигатель TDI

позволило добиться снижения массы блока. Тонкостенные

рабочим объёмом 1,6 л. Схема с глубоко расположенной

гильзы цилиндров выполнены из серого чугуна (GJL 250)

резьбой и длинными болтами крепления ГБЦ перенята

и установлены термическим методом. Для этого блок цилиндров

от четырёхцилиндровых двигателей семейства EA288. Благодаря

нагревается и, соответственно, расширяется. Гильзы цилиндров,

ей усилия от болтов лучше перераспределяются в структуре

наоборот, сильно охлаждаются, их диаметр уменьшается.

блока цилиндров, а также достигается более равномерное

прижимающее усилие прокладки ГБЦ по всему её периметру

Длинные болты ГБЦ и глубоко

расположенная резьба в блоке цилиндров

Гильзы цилиндров из серого чугуна

(устанавливаемые термическим методом)

Блок цилиндров из алюминиевого сплава

(литьё под давлением)

Верхняя часть масляного поддона (алюминий,

литьё под давлением)

Датчик уровня и температуры масла

G266

Нижняя часть масляного поддона

(стальная, штампованная)

640_011

7

Коленчатый вал

Стальной 4-опорный коленчатый вал оснащён 2 противовесами

Кроме того, со стороны привода ГРМ на коленчатый вал горячим

для компенсации центробежных сил инерции.

методом напрессована шестерня для привода блока

балансирного вала.

Шатунно-поршневая группа

Поршни изготовлены из алюминия. В наиболее термически

Впрыскиваемое свежее масло выдавливает нагретое масло

нагруженной зоне жарового пояса имеется кольцевой канал для

из кольцевого канала обратно в масляный поддон.

масла. Когда поршень находится в НМТ, в кольцевой канал через

Для уменьшения трения на юбки поршней с тех сторон, где

подводное отверстие в поршне впрыскивается свежее

на них действует боковое давление, наносится графитовое

охлаждённое масло из системы смазки.

антифрикционное покрытие. Усилия от поршней к коленчатому

валу передаются шатунами с трапециевидными головками

и крышками, отделяемыми отламыванием.

Графитовое покрытие на поршне

Кольцевой масляный канал

Отверстие отвода масла из кольцевого

канала

Отверстие подачи масла в кольцевой канал

Форсунки охлаждения поршней

Противовесы на коленчатом валу

Шатун с трапециевидной головкой

Шестерня для привода блока

балансирного вала

Противовесы на коленчатом валу

Шкив зубчатого ремня привода

ГРМ

640_012

8

Блок балансирного вала

Для компенсации неуравновешенных сил инерции в двигателе

используется балансирный вал, вращающийся с частотой

коленчатого вала, но в противоположном направлении.

Балансирный вал установлен в блоке, привинченном к блоку

цилиндров снизу, непосредственно в масляном поддоне.

Привод балансирного вала осуществляется от шестерни

на коленчатом валу.

640_050

Метка для позиционирования

Привод

по отношению к коленчатому

валу

Шестерня привода

на коленчатом валу

Шестерня

на балансирном валу

Блок балансирного вала

640_053

Указание

Шестерня на балансирном валу имеет специальное полимерное покрытие, с помощью которого регулируется зазор

в зацеплении шестерён. По мере эксплуатации это покрытие изнашивается. Без покрытия регулировка зазора становится

невозможной. Поэтому блок балансирного вала после снятия подлежит замене.

9

Устройство

Для обеспечения компактности конструкции и уменьшения

Противовесы вала закрыты с противоположной стороны

потерь на трение в двигателе применяется блок балансирного

пластмассовыми кожухами для предотвращения вспенивания

вала со встроенными в него масляным и вакуумным насосами.

масла в поддоне.

Пластмассовый кожух

Блок балансирного вала

Двойной пластинчатый клапан

Противовес

Вал

Вакуумный насос

Крышка масляного насоса

Управляющий плунжер

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://volkswagen.msk.ru http://vwts.info

огромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi

10

Предохранительный клапан

Крышка масляного насоса

Шестерня привода

Регулировочное кольцо с пружиной

Пластмассовый кожух

Противовес

640_015

Маслозаборник

Ротор с пластинами

Вакуумный насос

Вакуумный насос отводит воздух через вакуумную магистраль

Затем этот воздух в виде картерных газов подаётся системой

и каналы в блоке цилиндров из усилителя тормозов.

вентиляции картера в камеры сгорания. Двойной пластинчатый

Отведённый воздух через пластинчатые клапаны направляется

клапан имеет достаточно большую площадь сечения для отвода

в картер двигателя, вентилируя его.

масла из рабочей камеры вакуумного насоса. Это способствует

снижению потребляемого крутящего момента при низких

температурах.

11

Система смазки

Контур системы смазки

Установленный в блоке балансирного вала масляный насос

Масляный насос является регулируемым и может работать

обеспечивает подачу масла с требуемой производительностью

с двумя разными уровнями давления.

и под требуемым давлением в двигатель, включая коленчатый

вал, ГБЦ и турбонагнетатель.

Подача масла

к турбонагнетателю

Масляный канал

распредвалов

Главный

масляный канал

коленчатого вала

Масляный

Форсунки

радиатор

охлаждения

поршней

Клапан

регулирования

давления

масла N428

Двухступенчатый

масляный насос

Масляный фильтр

Управляющий

плунжер

масляного

насоса

640_018

12

Масляный насос

Масляный насос представляет собой шиберный насос

Для поворота на управляющую поверхность кольца подаётся

с эксцентриковым поворотным регулирующим кольцом.

давление масла, которое преодолевает усилие пружины

Для снижения потребляемой мощности предусмотрена

и поворачивает кольцо. Специально разработанная форма

возможность регулирования производительности насоса.

маслоприёмника позволяет бесперебойно подавать масло

Производительность насоса может изменяться поворотом

из масляного поддона, в том числе при больших значениях

установленного с эксцентриситетом регулирующего кольца.

поперечного ускорения автомобиля.

Регулирование давления масла

Масляный насос может работать с двумя различными уровнями

3,8-4,2 бар

давления, которые переключаются в зависимости от числа

оборотов двигателя.

Высокое давление

Низкое давление

• Низкий уровень давления: давление масла 1,8-2,0 бар.

1,8-2,0 бар

• Высокий уровень давления: давление масла 3,8-4,2 бар.

Требуемое давление

3000 об/мин

640_019

Низкая производительность насоса

Высокая производительность насоса

Регулирующее

Пружина

кольцо

Пружина

Регулирующее

кольцо

640_057

640_055

Управляющая

Пластины

Рабочая

Управляющая

Пластины

Рабочая

поверхность

(лопасти)

камера

поверхность

(лопасти)

камера

насоса

насоса

В нижней части диапазона оборотов блок управления двигателя

При высоких оборотах или высокой нагрузке (разгон при полном

соединяет клапан N428 с массой (напряжение на клапан

нажатии педали акселератора) блок управления двигателя J623

по кл. 15 подаётся всегда), открывая канал управляющего

разрывает соединение клапана регулирования давления

давления масла к управляющему плунжеру. Давление масла

масла N428 с массой, сбрасывая давление в управляющем

действует на управляющую поверхность. Сила давления масла

канале. Регулирующее кольцо отклоняется от центра,

на управляющую поверхность превышает усилие пружины

и перекачиваемый объём масла между пластинами (лопастями)

и отклоняет управляющее кольцо против часовой стрелки ближе

насоса увеличивается. В результате этого повышается

к центру камеры насоса, так что перекачиваемый объём масла

производительность насоса.

между лопастями насоса (т. е. производительность насоса)

уменьшается.

Из-за увеличения объёмного расхода масла возрастает

Нижняя ступень давления включается в зависимости от нагрузки

сопротивление, создаваемое каналами смазки и зазорами

двигателя, частоты вращения двигателя, температуры масла

подшипников коленчатого вала, что приводит к повышению

и других эксплуатационных параметров, благодаря чему

давления. Таким образом функционирует насос регулируемой

снижается мощность, затрачиваемая на привод масляного

производительности с двумя уровнями давления.

насоса.

13

Головка блока цилиндров

Обзор

Головка блока цилиндров 3-цилиндрового двигателя TDI

изготовлена из алюминия и во многом аналогична головке

двигателей семейства EA288.

Выпускной

канал

Выпускной

клапан

Впускной

Свеча

Датчик температуры

Впускной

клапан

накаливания 2 Q11

ОЖ G62

канал

с датчиком давления

в цилиндре 2 G621

640_014

Пояснения к иллюстрации на стр. 15:

1

Датчик давления топлива G247

11

Модуль распредвалов

2

Топливная рампа (аккумулятор высокого давления)

12

Роликовый рычаг (впускного клапана)

3

Регулятор давления топлива N276

13

Впускные клапаны

4

Прижимные пластины

14

Выпускные клапаны

5

Шланг системы вентиляции картера

15

Датчик давления наддува G31

6

Форсунки

16

Свечи накаливания Q10, Q11, Q12

7

Модуль системы вентиляции картера

17

Впускной коллектор с завихряющими заслонками

8

Клапанная крышка

18

Датчик положения заслонки изменения геометрии

впускного коллектора G513

9

Маслоотделитель тонкой очистки системы вентиляции

картера (с завихрителями)

19

ГБЦ

10

Датчик Холла G40

14

Узлы

2

3

4

1

5

6

7

8

11

9

10

12

13

14

15

16

17

18

19

640_044

15

Клапанный механизм

Компоненты клапанного механизма переняты без изменений.

В отличие от 4-цилиндровых двигателей семейства EA288,

Сторона впуска

клапаны 3-цилиндрового двигателя 1,4 л TDI не расположены

«повёрнутой звёздочкой». Расположение клапанов является

симметричным, то есть оба впускных клапана находятся

со стороны впуска, а оба выпускных — со стороны выпуска.

Такое параллельное расположение клапанов

и оптимизированный в плане минимизации потерь давления

Сторона выпуска

впускной канал обеспечивают хорошее наполнение цилиндров.

Заслонки впускных каналов и завихряющая фаска седла

клапана во впускном канале обеспечивают оптимальное

завихрение воздуха в камерах сгорания.

640_046

Каналы системы охлаждения

Для улучшения теплоотвода из зон, прилегающих к камерам

Благодаря этому уменьшается передача тепла в ГБЦ. В ГБЦ

сгорания, рубашка охлаждения в ГБЦ разделена на две части:

реализован принцип поперечного тока ОЖ. Это означает,

верхнюю и нижнюю. Верхняя и нижняя части рубашки

что охлаждающая жидкость поступает вверх в ГБЦ на стороне

охлаждения соединяются друг с другом через дроссельное

выпуска и затем протекает через ГБЦ в поперечном направлении

отверстие. Это даёт преимущество, состоящее в том, что

к стороне впуска.

охлаждающая жидкость быстрее начинает омывать поверхности

в зоне камер сгорания (в области клапанов), чем в верхней части

ГБЦ.

Сторона впуска

Верхняя часть рубашки

охлаждения

Нижняя часть рубашки

Сторона выпуска

охлаждения

640_013

16

Модуль распредвалов

Головка блока цилиндров состоит из двух частей: рамы

После этого охлаждённые трубы распредвалов с уже

распредвалов с несъёмными распредвалами и собственно

установленными концевыми заглушками вставляются в раму

головки блока цилиндров с установленными на ней остальными

через отверстия в опорах. После выравнивания температур

узлами и деталями.

деталей оба распредвала оказываются жёстко

зафиксированными в одном общем узле клапанного механизма.

Полностью подготовленная рама распредвалов устанавливается

Такая технология сборки обеспечивает исключительно высокую

в специальной оснастке, а отшлифованные и нагретые кулачки

жёсткость всего узла при минимальной массе. Для снижения

и задающий ротор датчика закрепляются в специальной кассете,

потерь на трение в опоре с приводной стороны распредвала

которая затем также вставляется в оснастку, так что кулачки

установлен игольчатый подшипник.

и ротор оказываются зафиксированными в том положении,

в котором они должны быть в собранном модуле распредвалов.

Клапанная крышка

Датчик Холла G40

Модуль системы вентиляции картера

Уплотнение

Задающий ротор датчика

Холла G40

Распредвал выпускных

клапанов

Распредвал впускных

клапанов

Модуль распредвалов

Игольчатый подшипник

640_017

17

Система впуска и наддува

Впускной тракт

По пути в камеры сгорания поступающий от воздушного

фильтра воздух проходит последовательно через насосную часть

турбонагнетателя, интеркулер, блок дроссельной заслонки,

впускной коллектор с завихряющими заслонками и впускные

каналы с впускными клапанами.

Впускные клапаны

Турбонагнетатель

Воздух от воздушного

фильтра

Впускной коллектор

с завихряющими

заслонками

Датчик давления

наддува

G31

Датчик температуры

воздуха на впуске

G42

Датчик температуры

наддувочного воздуха

после интеркулера G811

(с тыльной стороны)

Интеркулер

(с жидкостным охлаждением)

Блок дроссельной заслонки

J338

Охлаждение наддувочного воздуха

В 3-цилиндровом двигателе, как и в двигателях

1,6/2,0 л TDI (EA288), используется интеркулер с жидкостным

охлаждением. Из конструктивных соображений он установлен

на стороне ГБЦ, обращённой к коробке передач.

Интеркулер состоит из семи горизонтально расположенных

полых алюминиевых пластин («плоских труб»).

Для оптимального отвода тепла в охлаждающую жидкость

Возврат ОЖ

Подача ОЖ

на полых пластинах имеются выштамповки и завихряющие

перегородки. Два датчика: температуры воздуха на впуске G42

640_022

и температуры наддувочного воздуха после интеркулера G811 —

используются для контроля расхождения фактической

и номинальной температур наддувочного воздуха. Если

фактическая температура на выходе из интеркулера выше,

чем номинальная (т. е. требуемая), БУ двигателя с нужной

интенсивностью активирует насос системы охлаждения

наддувочного воздуха V188.

18

Наддув

Модуль выпускного коллектора состоит из выпускного

Отвод ОГ для рециркуляции происходит не на корпусе турбины,

коллектора, выполненного с ним как один узел турбонагнетателя

а на выходе сажевого фильтра. За счёт этого турбонагнетатель

и впускной магистрали системы рециркуляции ОГ низкого

работает в режимах высокой эффективности. Такое решение

давления.

обеспечивает, в особенности при частичной нагрузке, высокие

значения наддува и тем самым наполнения цилиндров.

Используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией

Преимуществом является большая охлаждающая способность

турбины (VTG) с вакуумным приводом и датчиком положения.

системы рециркуляции ОГ, способствующая снижению

Датчик положения направляющего аппарата

температуры смеси впускного воздуха и рециркулируемых ОГ.

турбонагнетателя G581 в вакуумном приводе позволяет блоку

Смазка и охлаждение подшипников турбонагнетателя

управления двигателя контролировать положение/поворот

осуществляются при помощи масла из контура смазки двигателя.

направляющих лопаток.

Турбинная часть турбонагнетателя

Датчик положения

направляющего аппарата

турбонагнетателя G581

Тяга механизма поворота

направляющих лопаток

Насосная часть

турбонагнетателя

Подвод

масла

Отвод

масла

Выпускной

640_023

коллектор

19

Впускной коллектор с завихряющими заслонками

Впускной коллектор с завихряющими заслонками,

модифицированная форма впускных каналов и завихряющая

фаска на нижних частях сёдел впускных клапанов обеспечивают

оптимальное завихрение воздуха в камере сгорания.

Завихряющая заслонка

Вал

Датчик давления наддува

Корпус впускного коллектора

впускного канала

G31

Уплотнение

Тяга переключения

Вакуумный привод

Датчик положения заслонки изменения

геометрии впускного коллектора G513

640_024

Впускные каналы

Тангенциальный канал

Тангенциальный канал

(завихряющий канал)

(завихряющий канал)

Завихряющая

Завихряющая фаска

фаска седла

седла клапана

клапана

Параллельный

Параллельный

выпускной канал

выпускной канал

640_056

20

Рециркуляция отработавших газов

Двухконтурная система рециркуляции

отработавших газов

На 3-цилиндровом двигателе 1,4 л TDI применяется

двухконтурная система рециркуляции ОГ с раздельными

контурами высокого и низкого давления ОГ.

Контур рециркуляции ОГ высокого давления

Отработавшие газы через внешний канал отводятся

За счёт подвода горячих ОГ обеспечивается быстрый прогрев

непосредственно от выпускного коллектора и через клапан

модуля нейтрализации ОГ, который за меньшее время

с исполнительным электродвигателем системы

прогревается до рабочей температуры. Рециркуляция ОГ

рециркуляции ОГ V338 направляются без охлаждения

высокого давления происходит преимущественно в фазе

в трубопровод наддувочного воздуха.

прогрева двигателя. Интенсивность рециркуляции ОГ высокого

давления регулируется блоком управления двигателя через

Там горячие ОГ нагревают наддувочный воздух и вместе

клапан рециркуляции ОГ с исполнительным

с ним подаются по впускному коллектору в цилиндры двигателя.

электродвигателем V338.

Трубопровод

наддувочного воздуха

Впускной коллектор

Выпускной коллектор

Модуль нейтрализации ОГ

Место ввода ОГ в поток

Клапан рециркуляции ОГ

Внешний канал рециркуляции ОГ

наддувочного воздуха

с исполнительным электродвигателем

V338

640_031

21

Контур рециркуляции ОГ низкого давления

Рециркулируемые ОГ отводятся за сажевым фильтром и через

Поскольку эта разница давлений варьируется в различных

сетчатый фильтрующий элемент и радиатор рециркуляции ОГ

режимах работы двигателя, необходимо дополнительное

с жидкостным охлаждением подаются в клапан рециркуляции

регулирование. Оно осуществляется совместной работой

ОГ. После этого охлаждённые ОГ вводятся во впускной тракт

клапана рециркуляции ОГ со стороны впускного тракта V339

перед турбонагнетателем, в оптимальной степени

и блока заслонки ОГ со стороны выпуска ОГ J883. Разница

перемешиваются с наддувочным воздухом и попадают вместе

давлений при этом может увеличиваться или уменьшаться:

с ним в интеркулер и затем во впускной коллектор.

• Разница давлений увеличивается, когда заслонка клапана

Чтобы рециркуляцию ОГ низкого давления можно было

рециркуляции ОГ открывается и дроссельная заслонка ОГ

осуществлять во всём диапазоне режимов, весь поток ОГ,

закрывается.

выходящий из сажевого фильтра, дросселируется заданным

образом с помощью заслонки ОГ с электроприводом.

• Разница давлений уменьшается, когда заслонка клапана

Интенсивность рециркуляции ОГ зависит от разницы давлений

рециркуляции ОГ закрывается и дроссельная заслонка ОГ

на стороне выпуска ОГ и во впускном тракте.

открывается.

Впускной коллектор

Турбонагнетатель

Окислительный

и накопительный (NO_x)

нейтрализаторы

Сажевый фильтр

Интеркулер

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Клапан рециркуляции ОГ

Поток ОГ к блоку заслонки ОГ

с исполнительным

J883

электродвигателем 2

V339

640_032

22

Модуль нейтрализации ОГ

Для соблюдения требований экологического класса Евро 6

В блоке управления двигателя заложена цифровая модель,

относительно выбросов оксидов азота 3-цилиндровый двигатель

на основании которой учитываются накапливаемые оксиды

1,4 л TDI оснащается накопительным нейтрализатором NO_x.

азота и выполняется регенерация накопительного

Для выделения оксидов азота из отработавших газов

нейтрализатора NO_x. В качестве входных параметров

окислительный нейтрализатор, помимо платины, палладия

в цифровой модели используются данные от датчиков

и родия, покрыт оксидом бария и одновременно является

температуры ОГ и лямбда-зондов. Сажевый фильтр

накопительным каталитическим нейтрализатором NO_x.

дополнительно выполняет также функцию нейтрализатора

для сероводорода, образующегося при удалении серы

из накопительного нейтрализатора NO_x. Для этого в сажевом

фильтре имеется покрытие из оксида металла.

Лямбда-зонд

Датчик разности давлений 2

G39

G524

Датчик разности

давлений G505

Датчик температуры ОГ 3

G495

Лямбда-зонд после

Окислительный

нейтрализатора G130

и накопительный (NO_x)

нейтрализаторы

640_035

Сажевый фильтр

Кронштейн

Указание

Модуль нейтрализации ОГ крепится винтами и к блоку цилиндров, и к ГБЦ. Чтобы модуль нейтрализации ОГ можно было

установить без внутренних напряжений, в его кронштейнах имеются регулировочные пазы.

23

Удаление оксидов азота (регенерация)

Когда накопительный нейтрализатор NO_x больше не сможет

Сначала монооксид углерода восстанавливает нитрат бария

воспринимать оксиды азота, блок управления двигателя

до оксида бария, побочными продуктами чего становятся

инициирует процесс его регенерации. Регенерация

диоксид углерода и монооксид азота. Благодаря наличию

накопительного нейтрализатора NO_x может выполняться только

в накопительном нейтрализаторе NO_x катализаторов родия

при работе двигателя на богатой смеси (λ < 1), при этом оксиды

и платины, оксиды азота восстанавливаются до азота.

азота удаляются в результате взаимодействия с молекулами

Монооксид углерода окисляется до диоксида углерода.

монооксида углерода, в избытке имеющимися в ОГ.

Десульфатация

Десульфатация накопительного нейтрализатора NO_x

В режиме богатой смеси сера (SO) преобразуется в диоксид

(т. е. удаление из него серы) требует температур ОГ более

серы (SO₂) и сероводород (H₂S). Фазы бедной смеси служат

620 °C. Поэтому десульфатация, когда она требуется,

для ограничения температуры ОГ в накопительном

выполняется в большинстве случаев сразу же после регенерации

нейтрализаторе NO_x, чтобы не допустить слишком больших

сажевого фильтра. При этом высокая температура ОГ,

термических нагрузок на детали. Небольшие количества

возникающая при регенерации сажевого фильтра, используется

сероводорода, образующиеся при десульфатации,

для сокращения времени нагрева накопительного

преобразуются специальным задерживающим покрытием

нейтрализатора NO_x. Когда достаточная для десульфатации

в диоксид серы (SO₂).

температура ОГ будет достигнута, двигатель начнёт попеременно

работать в режимах богатой и бедной смеси.

Окислительный

и накопительный (NO_x)

нейтрализаторы

Сажевый фильтр

640_058

24

Система охлаждения

Система терморегулирования

Клапан контура ОЖ головки

3-цилиндровый двигатель 1,4 л TDI оснащается системой

блока цилиндров

N489

терморегулирования, основное назначение которой

заключается в сокращении времени прогрева двигателя после

холодного пуска и направлении выделяемого двигателем тепла

туда, где оно может быть использовано для повышения

эффективности систем автомобиля. Наиболее важную роль

при этом играет уменьшение внутренних потерь на трение

в двигателе. Кроме того, система должна предоставлять

возможность как можно более раннего использования мер

по снижению токсичности выбросов, а также сокращения числа

тех мер по отоплению, которые выполняются за счёт увеличения

расхода топлива.

Насос системы охлаждения

640_049

Отключаемый насос системы охлаждения

В системе терморегулирования 3-цилиндрового двигателя

1,4 л TDI применяется отключаемый насос системы охлаждения.

Использование насоса, который можно включать или выключать

по выбору, позволяет остановить циркуляцию охлаждающей

жидкости на холодном двигателе. Неподвижная охлаждающая

жидкость в рубашках охлаждения нагревается быстрее,

Клапан контура ОЖ головки

Приводной вал

и двигатель, таким образом, быстрее достигает своей рабочей

блока цилиндров N489

температуры.

Регулирующая задвижка с вакуумным приводом (колпачок),

управляемая электромагнитным клапаном контура ОЖ

для ГБЦ N489, надвигается на вращающееся лопастное колесо

и препятствует циркуляции охлаждающей жидкости.

Кольцевой поршень

Крыльчатка со встроенной

Задвижка (колпачок)

Подшипник

качающейся шайбой

Корпус насоса

Аксиально-поршневой

насос

Направляющая втулка

с каналами ОЖ

Уплотнительные кольца

кольцевого поршня

Возвратная пружина задвижки

640_052

Уплотнение задвижки

Дополнительная информация

Дополнительную информацию по отключаемому насосу системы охлаждения можно найти в программе

самообучения 608 «Audi: 4-цилиндровые двигатели 1,6 л/2,0 л TDI».

25

Общая схема системы

Контур системы охлаждения состоит из трёх частичных контуров:

• малого контура системы охлаждения (микроконтур);

• большого контура системы охлаждения

(высокотемпературный контур);

• контура охлаждения наддувочного воздуха

(низкотемпературный контур).

3

2

1

V488

V338

4

5

9

G62

8

6

N489

7

V188

11

10

640_005

Условные обозначения:

1

Расширительный бачок системы охлаждения

G62

Датчик температуры ОЖ

2

Теплообменник отопителя

N489 Клапан ОЖ для ГБЦ

3

Радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ

V188 Насос системы охлаждения наддувочного воздуха

низкого давления

V338 Исполнительный электродвигатель системы

4

ГБЦ

рециркуляции ОГ

5

Блок цилиндров

V488 Вспомогательный насос отопителя

6

Отключаемый насос системы охлаждения

7

Масляный радиатор двигателя

8

Термостат

Охлаждённая ОЖ

9

Интеркулер

Горячая ОЖ

10

Радиатор ОЖ низкотемпературного контура

Охлаждение наддувочного воздуха

11

Радиатор системы охлаждения

26

Малый контур системы охлаждения (микроконтур, контур отопителя)

При запуске холодного двигателя система терморегулирования

Электрический циркуляционный насос отопителя V488

включает сначала только малый контур охлаждения.

поддерживает циркуляцию ОЖ в малом контуре охлаждения,

Это ускоряет прогрев двигателя и начало подачи тепла в салон

регулируя интенсивность циркуляции в зависимости

автомобиля. Отключаемый насос системы охлаждения

от температуры ОЖ в ГБЦ. Блок управления климатической

выключается подачей напряжения на клапан ОЖ для ГБЦ N489.

системы регистрирует запрашиваемую водителем температуру

Таким образом, циркуляция ОЖ в блоке цилиндров

салона (настройка на панели управления) и учитывает её при

не производится.

регулировании работы циркуляционного насоса ОЖ.

3

2

1

V488

V338

4

5

9

G62

8

6

N489

7

V188

11

10

640_006

Условные обозначения:

1

Расширительный бачок системы охлаждения

G62

Датчик температуры ОЖ

2

Теплообменник отопителя

N489 Клапан ОЖ для ГБЦ

3

Радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ низкого

V188 Насос системы охлаждения наддувочного воздуха

давления

V338 Исполнительный электродвигатель системы

4

ГБЦ

рециркуляции ОГ

5

Блок цилиндров

V488 Вспомогательный насос отопителя

6

Отключаемый насос системы охлаждения

7

Масляный радиатор двигателя

8

Термостат

Охлаждённая ОЖ

9

Интеркулер

Горячая ОЖ

10

Радиатор ОЖ низкотемпературного контура

Охлаждение наддувочного воздуха

11

Радиатор системы охлаждения

27

Большой контур охлаждения (высокотемпературный контур охлаждения) — охлаждающая жидкость,

прогретая до рабочей температуры

Когда охлаждающая жидкость прогреется до рабочей

Термостат регулирует температуру ОЖ на выходе из двигателя

температуры, термостат открывается и переходит в режим

и расположен в магистрали ОЖ к радиатору системы

регулирования. К контуру циркуляции подключается радиатор

охлаждения.

системы охлаждения.

3

2

1

V488

V338

4

5

9

G62

8

6

N489

7

V188

11

10

640_007

Условные обозначения:

1

Расширительный бачок системы охлаждения

G62

Датчик температуры ОЖ

2

Теплообменник отопителя

N489 Клапан ОЖ для ГБЦ

3

Радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ низкого

V188 Насос системы охлаждения наддувочного воздуха

давления

V338 Исполнительный электродвигатель системы

4

ГБЦ

рециркуляции ОГ

5

Блок цилиндров

V488 Вспомогательный насос отопителя

6

Отключаемый насос системы охлаждения

7

Масляный радиатор двигателя

8

Термостат

Охлаждённая ОЖ

9

Интеркулер

Горячая ОЖ

10

Радиатор ОЖ низкотемпературного контура

Охлаждение наддувочного воздуха

11

Радиатор системы охлаждения

28

Контур охлаждения наддувочного воздуха (низкотемпературный контур)

При управлении работой контура охлаждения наддувочного

После достижения заданного значения этой температуры

воздуха (низкотемпературный контур) в качестве регулируемого

система переходит к его поддержанию за счёт управления

параметра используется температура во впускном коллекторе.

насосом системы охлаждения наддувочного воздуха V188.

3

2

1

V488

V338

4

5

9

G62

8

6

N489

7

V188

11

10

640_008

Условные обозначения:

1

Расширительный бачок системы охлаждения

G62

Датчик температуры ОЖ

2

Теплообменник отопителя

N489 Клапан ОЖ для ГБЦ

3

Радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ низкого

V188 Насос системы охлаждения наддувочного воздуха

давления

V338 Исполнительный электродвигатель системы

4

ГБЦ

рециркуляции ОГ

5

Блок цилиндров

V488 Вспомогательный насос отопителя

6

Отключаемый насос системы охлаждения

7

Масляный радиатор двигателя

8

Термостат

Охлаждённая ОЖ

9

Интеркулер

Горячая ОЖ

10

Радиатор ОЖ низкотемпературного контура

Охлаждение наддувочного воздуха

11

Радиатор системы охлаждения

29

Система питания

3-цилиндровый двигатель 1,4 л TDI оснащается системой

Управляет системой, как и прежде, блок управления двигателя,

впрыска с аккумулятором давления (топливной рампой)

при этом регулируются следующие параметры:

Common Rail производства фирмы Delphi. Система впрыска

с помощью одноплунжерного ТНВД создаёт необходимое

• нагрузка;

давление впрыска (максимум 2000 бар), топливо под этим

• число оборотов;

давлением затем подаётся к форсункам.

• температура.

Форсунки

N30-N32

Датчик давления

топлива G247

Аккумулятор

давления

(топливная рампа)

Регулятор давления

топлива N276

Топливный насос

высокого давления

(ТНВД)

Клапан дозирования

топлива N290

640_025

30

Общая схема системы

Аккумулятор давления

Клапан дозирования

Датчик давления

Регулятор давления

(топливная рампа)

топлива N290

топлива G247

топлива N276

ТНВД CP4.1

Форсунки N30,

N31, N32

Датчик температуры

топлива G81

Клапан ограничения давления

Топливный фильтр

Блок управления топливного

Подкачивающий

насоса J538

топливный насос G6

640_009

Давление подачи топлива и возврата топлива от форсунок (прим. 5-6 бар)

Высокое давление топлива (прим. 230-2000 бар)

Возврат топлива от ТНВД (прим. 0-1 бар)

31

Модуль подачи топлива

Модуль подачи топлива установлен непосредственно

Подкачивающий топливный насос служит для подачи топлива

в топливном баке и объединяет в себе подкачивающий

из бака к ТНВД. Он представляет собой нерегулируемый

топливный насос G6, клапан ограничения давления топлива

шестерёнчатый насос с внутренним зацеплением, который

в подающей магистрали и датчик указателя уровня топлива G.

приводится электродвигателем. Давление топлива в подающей

магистрали поддерживается клапаном ограничения давления

на уровне прим. 5,8 бар.

Обратная

Напорная топливная магистраль

топливная

магистраль

Топливопровод от топливного

насоса к клапану ограничения

давления

Штуцер клапана

ограничения давления

Топливопровод от клапана

ограничения давления

к выходному штуцеру модуля

(подачи топлива)

Корпус

Подкачивающий топливный

насос G6

Клапан ограничения

давления

Забор топлива из бака

Поплавок с тягой датчика уровня

Фильтр

640_026

топлива G

32

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Одноплунжерный насос высокого давления производства

фирмы Delphi имеет обозначение DFP 6.1E. Он создаёт

необходимое для впрыска давление топлива до 2000 бар

и приводится зубчатым ремнём привода ГРМ.

Клапан дозирования

топлива N290

Штуцер высокого давления

с выпускным клапаном

Напорная топливная

магистраль

Приводной

вал

Штуцер обратной топливной

магистрали

640_059

Устройство

Подкачивающий топливный насос G6 подаёт топливо

Плунжер насоса приводится через ролик от двухкулачкового

из топливного бака в корпус насоса высокого давления.

профиля на приводном валу. Ролик обеспечивает снижение

Установленный в насосе высокого давления клапан дозирования

потерь на трение при передаче усилия.

топлива N290 дозирует количество топлива, необходимое для

подачи в контур высокого давления, в зависимости от нагрузки

и числа оборотов двигателя.

Камера высокого

давления

Подключение

к аккумулятору

давления

(топливной рампе)

Клапан дозирования

Плунжер

топлива N290

Пружина плунжера

Напорная топливная

Ролик

магистраль

Обратный топливный канал

Приводной вал

Корпус насоса

с двухкулачковым профилем

640_060

33

Форсунки

Новые форсунки с распылителем с 7 отверстиями производства

Управляет форсунками блок управления двигателя. К числу

фирмы Delphi имеют обозначение DFI 1.20 и обеспечивают

технических особенностей можно отнести следующее:

давление впрыска до 2000 бар. Чтобы уменьшить время

переключения клапана форсунки, в нём установлена

• усовершенствованный переключающий клапан с более

электромагнитная катушка большей мощности. Такая

мощной катушкой электромагнита;

электромагнитная катушка позволяет гарантировать требуемую

• уменьшенный диаметр иглы распылителя;

точность момента впрыска, продолжительности впрыска

• оптимизированное седло иглы.

и цикловой подачи топлива.

Подключение

к аккумулятору

давления

(топливной рампе)

Подключение

к обратной топливной

магистрали

Катушка

электромагнита

Переключающий

клапан

Пружина иглы

распылителя

Дроссель

приточного

канала

Игла

распылителя

форсунки

640_027

34

Фазы впрыска топлива

Отдельные фазы впрыска топлива различаются для обычного

режима работы двигателя и режима регенерации сажевого

фильтра и накопительного (NO_x) нейтрализатора.

Фазы впрыска в обычном режиме и в режиме регенерации

Обычный режим

OT

Режим регенерации — прогрев

Режим регенерации — регенерация

640_029

Предварительные

Основной

Добавочные впрыски

впрыски

впрыск

Обычный режим

Режим регенерации

В обычном режиме форсунки выполняют до 3 впрысков:

В режиме регенерации производится до 6 впрысков:

•

1-2 предварительных впрыска и один основной впрыск.

• В режиме прогрева цикл впрыска состоит

из 2 предварительных, одного основного и 2 добавочных

впрысков сразу же после основного.

• В режиме регенерации цикл впрыска состоит

из 2 предварительных, одного основного, 2 добавочных

впрысков сразу же после основного и одного добавочного

впрыска с определённой задержкой после основного.

Указание

Эти дополнительные впрыски вызывают экзотермическую реакцию¹⁾ в окислительном нейтрализаторе.

Таким образом, во время регенерации сажевого фильтра в широком диапазоне параметрического поля реализуется

до 6 отдельных впрысков на каждый цикл сгорания.

¹⁾ Экзотермическая реакция — химическая реакция на поверхности окислительного нейтрализатора с выделением тепла,

которое обеспечивает дополнительное увеличение температуры ОГ.

35

Система управления двигателя

Общая схема системы (Audi A1, модельный год 2015)

Датчики

Расходомер воздуха G70

Датчик числа оборотов двигателя G28

Датчик Холла G40

Блок управления комбинации приборов J285

со следующими компонентами:

Датчик температуры ОЖ G62

• контрольная лампа системы

предварительного накаливания K29;

• лампа check engine K83;

Датчик температуры воздуха на впуске G42

• контрольная лампа сажевого фильтра K231.

Датчик температуры топлива G81

Датчик уровня и температуры масла G266

Датчик давления топлива G247

Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212

Потенциометр 2 системы рециркуляции ОГ G466

Датчик положения педали акселератора G79

с датчиком 2 положения педали акселератора G185

Датчик детонации G61

Выключатель стоп-сигнала F,

выключатель педали тормоза F63

Диагностический

Датчик давления в камере сгорания цилиндра 2 G678

интерфейс шин

данных J533

Лямбда-зонд G39

Лямбда-зонд после нейтрализатора G130

Датчик температуры наддувочного воздуха после

интеркулера G811

Датчик положения регулятора давления наддува G581

Блок дроссельной заслонки J338

Датчики 1+2 угла поворота электропривода

дроссельной заслонки G187, G188

Датчик положения заслонок изменения геометрии

впускного коллектора G513

Блок управления

Датчик давления масла F1

двигателя

J623

Блок заслонки ОГ J883

Датчик давления наддува G31

Датчик положения сцепления G476

Датчик температуры ОГ 1 G235

Датчик температуры ОГ 3 G495

Датчик разности давлений G505

Датчик 1 давления ОГ G450

Дополнительные сигналы:

• центральный блок управления систем комфорта;

• круиз-контроль;

• блок управления дополнительного отопителя;

• реле 1+2 стартера;

• блок управления системы санкционирования доступа и пуска двигателя.

36

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://volkswagen.msk.ru http://vwts.info

огромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi

Исполнительные механизмы

Форсунки цилиндра 1-3 N30-32

Блок управления свечей накаливания J179

Свечи накаливания 1-3 Q10-Q12

Клапан регулирования давления масла N428

Блок дроссельной заслонки J338

Привод дроссельной заслонки (электронный привод

акселератора) G186

Клапан дозирования топлива N290

Регулятор давления топлива N276

Исполнительный электродвигатель системы рециркуляции ОГ V338

Исполнительный электродвигатель 2 системы рециркуляции ОГ V339

Переключающий клапан воздушной заслонки N239

Диагностический

разъём

Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров N489

Насос системы охлаждения наддувочного воздуха V188

Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75

Циркуляционный насос отопителя V488

Блок заслонки ОГ J883

Нагревательный резистор системы вентиляции картера двигателя

N79

Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19

Нагревательный элемент лямбда-зонда 1 после нейтрализатора Z29

Реле топливного насоса J17

Блок управления топливного насоса J538

Подкачивающий топливный насос G6

Дополнительные сигналы:

• компрессор климатической установки;

• дополнительный жидкостный отопитель;

• скорость вентилятора 1+2;

640_010

• нагревательный элемент дополнительного воздушного

отопителя Z35.

37

Система выпуска отработавших газов

Система выпуска ОГ, соответствующая экологическому классу

Евро 6 (W), включает следующие компоненты:

• выпускной коллектор с выполненным с ним в одном блоке

турбонагнетателем;

• модуль нейтрализации ОГ, состоящий из окислительного

и накопительного нейтрализаторов и сажевого фильтра

с дополнительным покрытием;

• блок заслонки ОГ J883;

• глушитель резонансного типа.

Обзор

(Audi A1, модельный год 2015)

Окислительный и накопительный (NO_x)

нейтрализаторы

Сажевый фильтр

Сильфон

Глушитель резонансного типа

Блок заслонки ОГ

J883

Блок заслонки ОГ J883

640_054

Чтобы рециркуляцию ОГ низкого давления можно было

осуществлять во всём диапазоне режимов, весь поток ОГ,

выходящий из сажевого фильтра, дросселируется заданным

образом с помощью заслонки ОГ с электроприводом.

Интенсивность рециркуляции ОГ зависит от разницы давлений

на стороне выпуска ОГ и во впускном тракте.

38

///////////////////////////////////////