Audi Двигатель 1,4 л TFSI с двойным наддувом. Устройство и принцип действия

 

  Главная      Автомобили - Audi 

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Audi Двигатель 1,4 л TFSI с двойным наддувом. Устройство и принцип действия

 

 

Программа самообучения 491
Audi
Двигатель 1,4 л TFSI
с двойным наддувом
Audi
Service Training
В линейке двигателей для Audi A1 появляется новый самый
В Audi A1 двигатель расходует в среднем 5,9 литров топлива на
мощный двигатель — 1,4 л 136 кВт TFSI.
100 км. Выбросы CO2 составляют при этом только 139 г/км, при
Сочетание в системе наддува приводного нагнетателя (типа Рутс)
удельной мощности 97,8 л. с. на литр.
и турбонагнетателя обеспечивает живой отклик двигателя и
отличную тягу, в том числе и при движении уже с высокой
Приводной нагнетатель типа Рутс, турбонагнетатель и
скоростью.
непосредственный впрыск топлива образуют вместе идеальную
Приводной нагнетатель включается, начиная с оборотов
комбинацию. Двигатель работает со степенью сжатия 10,0 : 1.
1500 об/мин и отключается, в большинстве ситуаций, при
Такое высокое значение улучшает термодинамические
2400 об/мин.
характеристики. В результате повышаются мощность и
Самое позднее с 3500 об/мин всю работу по созданию давления
экономичность двигателя.
наддува берёт на себя турбонагнетатель. Поскольку
Audi A1 с трёхдверным кузовом разгоняется с двигателем
производительность турбонагнетателя при малых оборотах в
1,4 л 136 кВт TFSI до 100 км/ч за 6,9 секунды, а максимальная
такой системе не так критична, он оснащён турбиной большого
скорость достигает 227 км/ч.
размера, рассчитанной на высокоэффективную работу.
Благодаря системе TFSI*, позволяющей объединить
эффективность работы с прекрасной динамикой, новый
двигатель Audi 1,4 л TFSI с мощностью 136 кВт продолжает
историю успеха даунсайзинга*.
491_002
Учебные цели этой программы самообучения:
эта программа самообучения знакомит читателя с устройством
• Каковы конструктивные особенности двигателя?
двигателя 1,4 л 136 кВт TFSI.
• В чём отличия двигателя 1,4 л 136 кВт TFSI от двигателей
После проработки этой программы самообучения читатель будет
TFSI, применявшихся на автомобилях Audi ранее?
в состоянии ответить на следующие вопросы:
• Как работает система впуска двигателя?
• Что нужно учитывать при техническом обслуживании двигателя?
2
Содержание
Введение
Технические характеристики ______________________________________________________________________________________________________________________________ 5
Механическая часть двигателя
Блок цилиндров _____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6
Кривошипно-шатунный механизм ________________________________________________________________________________________________________________________ 7
Поликлиновая ременная передача _______________________________________________________________________________________________________________________ 8
Цепной привод ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9
Головка блока цилиндров _________________________________________________________________________________________________________________________________ 10
Система вентиляции картера _____________________________________________________________________________________________________________________________ 12
Система смазки
Контур системы смазки ____________________________________________________________________________________________________________________________________ 14
Масляный насос ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 15
Масляный фильтр __________________________________________________________________________________________________________________________________________ 15
Система впуска/наддува
Схема системы ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 16
Зоны работы компонентов системы двойного наддува _______________________________________________________________________________________________ 17
Система двойного наддува, с помощью приводного нагнетателя типа Рутс и турбонагнетателя _______________________________________________ 20
Компоненты системы турбонагнетателя ________________________________________________________________________________________________________________ 21
Приводной нагнетатель ___________________________________________________________________________________________________________________________________ 22
Привод _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 22
Работа ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 24
Датчики и исполнительные механизмы _________________________________________________________________________________________________________________ 26
Охлаждение наддувочного воздуха ______________________________________________________________________________________________________________________ 29
Система выпуска ОГ
Обзор _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 30
Система охлаждения
Двухконтурная система охлаждения ____________________________________________________________________________________________________________________ 31
Система питания
Схема системы ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 33
Система управления двигателя
Общая схема системы управления двигателя 1,4 л 136 кВт TFSI ____________________________________________________________________________________ 34
Система имитации в салоне звука двигателя
Общие сведения ____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 36
Схема системы ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 37
Диагностика _ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 38
Сервисное обслуживание
Смотровые окна для уплотнений _ _______________________________________________________________________________________________________________________ 39
Обслуживание автомобиля _______________________________________________________________________________________________________________________________ 40
Приложение
Словарь специальных терминов _________________________________________________________________________________________________________________________ 41
Контрольные вопросы _____________________________________________________________________________________________________________________________________ 42
Программы самообучения ________________________________________________________________________________________________________________________________ 43
• Эта программа самообучения содержит базовую информацию по устройству новых моделей
автомобилей, конструкции и принципах работы новых систем и компонентов.
Предупреждение
Она не является руководством по ремонту! Указанные значения служат только для облегчения
!
понимания и действительны на момент составления программы самообучения и выпуска
соответствующего ПО.
Для проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту необходимо использовать специальную
Дополнительная
литературу. Термины, выделенные курсивом и отмеченные звёздочкой, объясняются в словаре
информация
специальных терминов, приведённом в конце программы самообучения.
3
Введение
Краткое техническое описание
• Bosch Motronic MED 17.5.5;
• впускной коллектор из пластмассы;
• режим работы на гомогенной смеси (лямбда = 1);
• плавное регулирование фаз распредвала впускных клапанов;
• двойной впрыск топлива (прогрев нейтрализатора);
• блок двигателя из серого чугуна;
• турбонагнетатель с вестгейтом*;
• стальной коленчатый вал;
• подключаемый механический нагнетатель типа Рутс;
• двухконтурная система охлаждения;
• охлаждение наддувочного воздуха;
• топливная система с обратной связью по расходу;
• необслуживаемый цепной привод ГРМ;
• ТНВД с рабочим давлением до 100 бар.
491_003
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по теме TFSI в автомобилях Audi см. в программах самообучения SSP 432 «Двигатель
Audi 1,4 л TFSI» и SSP 384 «Двигатель Audi 1,8 л 4V TFSI с цепным приводом ГРМ».
4
Технические характеристики
Внешние скоростные характеристики двигателя
(мощность и крутящий момент)
Двигатель 1,4 л 136 кВт TFSI CAVG
Мощность, кВт
Крутящий момент, Н·м
кВт
Н·м
число оборотов, об/мин
491_011
Обозначение двигателя
CAVG
Конструктивное исполнение
Четырёхцилиндровый рядный двигатель
Рабочий объём, см3
1390
Ход поршня, мм
75,6
Диаметр цилиндра, мм
76,5
Количество клапанов на цилиндр
4
Порядок работы цилиндров
1-3-4-2
Степень сжатия
10,0 : 1
Трансмиссия
7-ступенчатая коробка передач S-tronic, передний привод
Мощность, кВт при об/мин
136 при 6200
Крутящий момент, Н·м при об/мин
250 при 2000-4500
Топливо
Неэтилированный бензин с октановым числом 981)
Система управления двигателя
Bosch Motronic MED 17.5.5 (блок управления UDS)
режимы работы: на гомогенной смеси, двойной впрыск
для прогрева нейтрализатора
Соответствие нормам токсичности ОГ
Евро 5
Выбросы CO2, г/км
139
Нейтрализация ОГ
Трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор
Использование в а/м
А1
1) допускается использование бензина с октановым числом 95, однако при этом несколько снижается мощность двигателя
5
Механическая часть двигателя
Блок цилиндров
Блок цилиндров двигателя 1,4 л 136 кВт TFSI изготовлен из
Такая форма обуславливает сразу два преимущества:
чугуна с пластинчатым графитом методом литья под давлением.
Это гарантирует безопасность в эксплуатации, с учётом высоких
• исключается образование в данной области пузырьков
давлений в камере сгорания двигателя TFSI. Высокая, по
воздуха, которые, особенно в двухконтурной системе
сравнению с изготовленным из алюминия литьём под
охлаждения, могут привести к проблемам с удалением
давлением, жёсткость блока цилиндров из серого чугуна с
воздуха и охлаждением;
пластинчатым графитом позволила облегчить коленчатый вал.
• при сборке ГБЦ и блока цилиндров благодаря «развязке»
Как уже и на двигателях 1,2 л 63 кВт TFSI, 1,2 л 77 кВт TFSI
блока гильз и блока цилиндров деформация цилиндров
и 1,4 л 92 кВт TFSI, блок цилиндров выполнен по схеме Open-
меньше и она более равномерная, чем в конструкции типа
Deck*. При такой схеме рубашка охлаждения цилиндров с
closed deck с перемычками. Это приводит к меньшему
стороны ГБЦ открыта, т. е. перемычки между цилиндрами и
расходу масла, так как поршневые кольца лучше приле-
внешними стенками в верхней части блока цилиндров
гают к менее деформированным цилиндрам.
отсутствуют, цилиндры соединяются с остальным блоком только
в своей нижней части.
крышка коленвала
блок цилиндров
прокладка головки
металлическая прокладка
крышка корпуса
блока цилиндров
корпуса привода ГРМ
привода ГРМ
датчик числа
оборотов двигателя
G28
вкладыши
коренной
форсунка
подшипник
охлаждения
поршня
масляный поддон
491_001
6
Кривошипно-шатунный механизм
Коленвал
Шатун
Пятиопорный кованый стальной коленчатый вал. Опора 3
На шатунах в двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI крышка нижней
выполнена как упорная и ограничивает осевой люфт коленвала.
головки отделяется откалыванием. Верхние шатунные вкладыши
Со стороны привода ГРМ на коленвале установлена звёздочка
выполнены трёхслойными, нижние — двухслойными. Шатунные
цепного привода.
втулки изготовлены из бронзы.
поршень
поршневой палец
стопорное кольцо
поршневые
кольца
шатунная
втулка
шатун
верхний шатунный
вкладыш
(трёхслойный)
звёздочка
нижний шатунный
вкладыш
(двухслойный)
крышка шатуна
коленвал
491_007
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по конструкции кривошипно-шатунного механизма можно найти в программе
самообучения SSP 432 «Двигатель Audi 1,4 л TFSI».
7
Поликлиновая ременная передача
В двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI имеется две поликлиновых
Натяжение ремня в приводе навесных агрегатов обеспечивается
ременных передачи.
двумя натяжными роликами, а в приводе нагнетателя — одним.
Натяжной ролик за шкивом коленвала обеспечивает также и
• В ременном приводе навесных агрегатов поликлиновый
правильный обхват поликлиновым ремнём шкива коленвала
ремень (с 6 канавками) приводит от шкива коленвала насос
и шкива насоса системы охлаждения.
системы охлаждения, генератор и компрессор климатической
установки.
• В ременном приводе нагнетателя ремень с пятью канавками
приводит, через отключаемую электромагнитную муфту
в шкиве, приводной нагнетатель (типа Рутс).
Обзор
ремённая
ремённая передача
передача
привода навесных
приводного
агрегатов
нагнетателя
натяжной ролик
шкив
шкив
приводного
генератора
нагнетателя
натяжной ролик
натяжной ролик
шкив насоса системы охлаждения;
шкив
шкив
шкив с электромагнитной муфтой
коленвала
компрессора
приводного нагнетателя N421
климатической
491_006
установки
8
Цепной привод
Как распредвалы, так и масляный насос приводятся от
коленвала отдельными цепными приводами. Оба этих цепных
привода не требуют обслуживания.
Привод распредвалов
Привод масляного насоса
Вследствие более высоких нагрузок цепной привод был
Для снижения шумности привода масляного насоса
соответственно модифицирован. Для передачи более высоких
он осуществляется зубчатой цепью с шагом 8 мм.
нагрузок цепь оснащается закалёнными втулками и пластинами
Натяжение цепи осуществляется натяжителем с механической
более высокой прочности.
пружиной.
Натяжение цепи осуществляется гидравлическим натяжителем.
звёздочка
распредвала
звёздочка
выпускных клапанов
распредвала впускных
клапанов
с регулятором фаз ГРМ
зубчатая цепь
привода распредвалов
успокоитель
башмак
натяжителя
гидравлический
натяжитель цепи
звёздочка привода
натяжитель цепи
распредвалов и
с механической
масляного насоса
пружиной
звёздочка
зубчатая цепь
масляного насоса
привод масляного
насоса
491_012
Регулирование фаз газораспределения
Плавное регулирование фаз ГРМ для впускных клапанов
Регулирование фаз ГРМ:
осуществляется в зависимости от нагрузки и числа оборотов
двигателя с помощью поворотного гидродвигателя в ступице
• позволяет реализовать очень хорошее внутреннее
распредвала. Диапазон регулирования составляет макс. 40° угла
рециркулирование ОГ и
поворота коленвала.
• улучшает характеристику крутящего момента.
9
Головка блока цилиндров
Газораспределительный механизм
Головка блока цилиндров перенята от двигателя 1,4 л TFSI и
Привод клапанов осуществляется роликовыми рычагами
имеет следующие конструктивные особенности:
с опорами с гидрокомпенсаторами. Впускные и выпускные
клапаны конструктивно аналогичны. Выпускной клапан имеет
• алюминиевая головка блока цилиндров с двумя составными
тарелку большего диаметра. Другие особенности:
распредвалами;
• одинарные пружины клапанов;
• четыре клапана на цилиндр;
• плавное регулирование фаз газораспределения впускных
клапанов с регулятором в виде поворотного гидродвигателя
• трёхслойная металлическая прокладка ГБЦ;
в ступице распредвала, диапазон регулирования
40° поворота коленвала, при остановке двигателя
• на ГБЦ установлен ТНВД (крепится болтами);
блокируется в положении «поздно» стопорным пальцем;
• клапан 1 регулятора фаз газораспределения впускных
• литая алюминиевая клапанная крышка;
клапанов N205, устанавливается в клапанной крышке сверху;
• датчик Холла G40, устанавливается в клапанной крышке
• герметизация стыка между клапанной крышкой и ГБЦ
сверху, служит для контроля положения регулятора фаз
жидким герметиком.
газораспределения и для распознавания ВМТ 1-го цилиндра;
• привод ТНВД четырёхкулачковым профилем на распредвале
впускных клапанов;
• трёхопорные распредвалы, крышки опор встроены в клапан-
ную крышку (подшипники скольжения), осевой люфт огра-
ничивается крышками распредвалов и клапанной крышкой.
Условные обозначения для илл. на стр. 11:
1
форсунки N30-N33
15
роликовый толкатель
2
заглушка
16
топливный насос высокого давления (ТНВД)
3
сетчатый масляный фильтр
17
распредвал выпускных клапанов
4
выпускной клапан
18
крышка
5
направляющая втулка выпускного клапана
19
распредвал впускных клапанов
6
маслосъёмные колпачки
20
опора
7
тарелка пружины клапана
21
роликовый рычаг
8
сухари
22
тарелка пружины клапана
9
регулятор фаз газораспределения
23
пружина клапана
10
звёздочка распредвала
24
направляющая втулка впускного клапана
11
клапан 1 регулятора фаз газораспределения N205
25
впускной клапан
12
клапанная крышка
26
датчик давления масла F1
13
болты крепления клапанной крышки
27
болт крепления ГБЦ
14
датчик Холла G40
28
ГБЦ
10
Узлы головки блока цилиндров
16
15
14
13
12
11
17
18
19
10
20
9
21
22
8
23
7
6
24
5
25
4
26
3
27
28
1
2
491_010
11
Система вентиляции картера
Подача в картер двигателя атмосферного воздуха
Подачей в картер двигателя атмосферного воздуха достигается
Воздух подаётся через шланг, идущий от воздушного фильтра к
эффект своего рода «продувки» картера, в результате чего
корпусу распредвалов.
уменьшается образование в масле водяного конденсата.
Удаление картерных газов из картера
Система вентиляции картера на двигателе с наддувом
В том время, как в двигателе без наддува во впускном
оказывается сложнее, чем на обычном, «атмосферном»
коллекторе всегда имеется разрежение, в двигателе TFSI
двигателе.
давление может доходить до 2,5 бар (абсолютное значение).
Подача во впускной тракт
Из корпуса привода ГРМ картерные газы* подаются к обратному
Дроссель в соединительном шланге, идущем ко впускному
клапану системы вентиляции картера.
коллектору, уменьшает поток газов при слишком высоком
В зависимости от того, в каком месте впускного тракта имеется
разрежении во впускном коллекторе. Это позволяет отказаться
более низкое давление, во впускном коллекторе или перед
от клапана регулирования давления.
блоком воздушной заслонки, обратный клапан открывает
соответствующий канал. Во впускном коллекторе или,
соответственно, перед блоком воздушной заслонки картерные
газы смешиваются со всасываемым воздухом и попадают с ним
в цилиндры.
от корпуса привода
блок воздушной заслонки J338
к впускному
ГРМ
коллектору
491_017
обратный клапан системы к впускному
вентиляции картера
патрубку
12
Сепарация масла
Перед подачей в камеры сгорания картерные газы сначала
нужно очистить от содержащейся в них взвеси масла. Такая
очистка осуществляется в маслоотделителе.
Маслоотделитель представляет собой модуль, установленный
маслоотделитель
к блоку клапана системы
картерные газы
на крышке корпуса привода ГРМ, в котором газы проходят через
вентиляции картера
очищенные
«лабиринт» каналов. При этом содержащиеся в них тяжёлые
капельки масла осаждаются на стенках каналов и стекают
в обратный масляный канал.
картерные газы
неочищенные
обратный
масляный
канал
Обратный масляный канал
Обратный масляный канал находится на нижнем конце
маслоотделителя.
В нём имеется маслосборник, выполняющий функцию
гидрозатвора. Тем самым предотвращается попадание
по обратному каналу во впускной тракт двигателя неочищенных
картерных газов.
491_005
маслосборник
(гидрозатвор)
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по системе вентиляции картера можно найти в программе самообучения SSP 432
«Двигатель Audi 1,4 л TFSI».
13
Система смазки
Контур системы смазки
Контур системы смазки такой же, как и на двигателе
Регулирование давления масла осуществляется плунжером
1,4 л 92 кВт TFSI, разница заключается лишь в использовании
регулирования давления, расположенным внутри масляного
«постоянного» масляного насоса.
насоса. Тем самым, вне зависимости от заполнения масляного
Система регулирования давления этого насоса должна, при
фильтра, в двигателе всегда поддерживается достаточное
работе двигателя на оборотах выше оборотов холостого хода,
давление масла.
реализовать по возможности постоянное давление масла.
турбонагнетатель
масляный фильтр
форсунки
охлаждения
поршней
главная масляная
магистраль
«постоянный»
масляный насос
с регулятором
давления
491_008
забор масла
обратный масляный
канал
Подача масла
Возврат масла
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по конструкции и работе масляного насоса Duocentric, а также блока масляного
фильтра, можно найти в программе самообучения SSP 432 «Двигатель Audi 1,4 л TFSI».
14
Масляный насос
На двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI используется масляный насос
С помощью подпружиненного регулирующего плунжера
Duocentric, выполненный как «постоянный».
в масляном насосе регулируется давление масла. Клапан
Он присоединён к блоку цилиндров снизу, и приводится
регулирования давления открывается при давлении 4 ± 0,5 бар.
необслуживаемой зубчатой цепной передачей от коленчатого
Избыточное масло стекает обратно в масляный поддон.
вала.
Расположение масляного насоса в масляной ванне и привод его,
от коленвала, со сравнительно низкой частотой вращения
(передаточное отношение 0,79) позволяют снизить потери на
трение.
наружный ротор
корпус масляного насоса
роторный поршень
приводной вал
маслозаборник
491_016
пружина
регулирующий плунжер
Масляный фильтр
Как и на двигателе 1,4 л 92 кВт TFSI, на двигателе
1,4 л 136 кВт TFSI используется блок масляного фильтра со
сменным фильтрующим элементом.
Доступ к фильтрующему элементу сверху облегчает его замену.
Чтобы при замене фильтрующего элемента масло не стекало
вниз на двигатель, при откручивании фильтрующего элемента
открывается обратный канал в крышке привода ГРМ. Через него
масло стекает непосредственно в масляный поддон.
Когда фильтрующий элемент вкручен, этот канал закрыт
подпружиненным уплотнением. Клапаны внутри фильтрующего
элемента закрыты при его откручивании таким образом, что
утечка масла исключена.
к турбонагнетателю
Указания по замене фильтра:
от масляного насоса
• выкрутить сначала фильтрующий элемент на 2 - 3 оборота;
к точкам смазки
• дать содержимому фильтра стечь (выждать прим.
2 - 3 минуты);
• для надёжности обернуть фильтрующий элемент ветошью.
491_052
15
Система впуска / наддува
Схема системы
В двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI используется комбинация из
Всасываемый воздух проходит сначала через воздушный
приводного нагнетателя (типа Рутс) и турбонагнетателя.
фильтр. Положение заслонки в блоке регулировочной заслонки
Это означает, что, в зависимости от потребности в крутящем
определяет, будет ли всасываемый воздух проходить через
моменте, помимо турбонагнетателя в создании давления
приводной нагнетатель, или же он будет сразу направляться
наддува может дополнительно участвовать и механический
к турбонагнетателю.
приводной нагнетатель.
После турбонагнетателя воздух, через интеркулер и через блок
воздушной заслонки, подаётся во впускной коллектор.
блок регулирующей
датчик давления во впускном
заслонки J808
коллекторе G71 с датчиком
температуры воздуха на впуске G42
датчик давления во впускном
механический
впускной коллектор
коллекторе 3 G583 с датчиком
приводной нагнетатель
температуры воздуха на впуске 3
G520
всасываемый воздух
Воздушный
фильтр
ремённая передача
блок воздушной заслонки
приводного
J338
нагнетателя
электромагнитная
датчик давления наддува
муфта
G31 с датчиком температуры
воздуха на впуске 2 G299
ремённая передача
привода навесных
интеркулер
агрегатов
выпускной
коллектор
электромагнитный клапан
ограничения давления
наддува N75
Каталитический
нейтрализатор
ОГ
перепускной клапан
перепуск­
турбонагнетателя
ной клапан
N249
(вестгейт)
турбонагнетатель пневматический
привод
491_019
16
Зоны работы компонентов системы двойного наддува
На графике ниже показаны зоны работы приводного
Турбонагнетатель работает во всем диапазоне оборотов
нагнетателя и турбонагнетателя.
двигателя (красная зона). Однако, как хорошо видно по левой
В зависимости от требуемого крутящего момента блок
части графика, в нижней области этого диапазона энергии
управления двигателя решает, требуется ли создавать давление
отработавших газов может оказаться недостаточно для того,
наддува и если да, то как именно оно будет создаваться.
чтобы турбонагнетатель мог обеспечить требуемое давление
наддува один. Серые зоны на графике показывают области,
в которых к созданию давления наддува подключается
приводной нагнетатель.
Н·м
491_018
Число оборотов, об/мин
Зона постоянной работы приводного нагнетателя
Начиная с определённого минимального значения требуемого
Давление наддува, создаваемое приводным нагнетателем,
крутящего момента и до оборотов двигателя 2400 об/мин
ограничивается блоком регулирующей заслонки.
приводной нагнетатель включён постоянно.
Зона включения приводного нагнетателя при необходимости
При оборотах двигателя, не превышающих 3500 об/мин,
Ввиду некоторой инерции турбонагнетателя имеет место слабое
приводной нагнетатель включается только при необходимости.
ускорение (турбояма). Поэтому при таком режиме включается
Такая необходимость может возникнуть, например, когда после
роторный нагнетатель типа Рутс и быстро достигается требуемое
движения с постоянной скоростью (в этом диапазоне оборотов)
давление наддува.
выполняется интенсивный разгон.
Зона работы одного только турбонагнетателя
В красной области турбонагнетатель справляется с созданием
Давление наддува регулируется (ограничивается)
необходимого давления наддува один.
электромагнитным клапаном ограничения давления наддува
N75.
17
Реализация различных режимов работы системы наддува
Блок управления двигателя рассчитывает, как, в зависимости от
При этом он решает, может ли турбонагнетатель создать
нагрузки и числа оборотов, в цилиндры двигателя можно подать
необходимое давление наддува один, или же требуется
количество воздуха, нужное для реализации требуемого
подключение и приводного нагнетателя.
крутящего момента.
блок регулирующей
«Атмосферный» режим при малой нагрузке
заслонки J808
В режиме работы без наддува регулирующая заслонка
полностью открыта.
Всасываемый воздух через блок регулирующей заслонки J808
попадает непосредственно к турбонагнетателю. Хотя турбина
турбонагнетателя и приводится потоком ОГ, энергия этого потока
настолько мала, что в результате создаётся только очень
блок воздушной
незначительное давление наддува.
заслонки J338
Положение воздушной заслонки соответствует положению
педали акселератора, во впускном коллекторе создаётся
разрежение.
турбонагнетатель
491_020
датчик давления во
Работа приводного нагнетателя и турбонагнетателя при
приводной
впускном
блок регулирующей
высокой нагрузке в диапазоне оборотов до 2400 об/мин
нагнетатель
коллекторе 3 G583
заслонки J808
В этом режиме регулирующая заслонка закрыта или открыта
частично, для ограничения давления наддува.
Электромагнитная муфта в шкиве ременного привода
механического нагнетателя включена и нагнетатель сжимает
засасываемый воздух. Сжатый приводным нагнетателем воздух
подаётся к турбонагнетателю, который сжимает его до ещё более
блок воздушной
высокого давления.
заслонки J338
Давление наддува, создаваемое приводным нагнетателем,
измеряется датчиком давления во впускном коллекторе 3 G583
датчик давления
и ограничивается блоком регулирующей заслонки J808. Общее,
наддува G31
результирующее давление наддува измеряется датчиком
давления наддува G31.
Дроссельная заслонка полностью открыта. Во впускном
коллекторе создаётся давление до 2,5 бар (абсолютное).
электромагнитная турбонагнетатель
муфта
491_021
18
Работа турбонагнетателя и приводного нагнетателя при
приводной нагнетатель
блок регулирующей
высокой нагрузке в диапазоне оборотов 2400-3500 об/мин
заслонки J808
В этом диапазоне при, например, движении автомобиля с
постоянной скоростью давление наддува создаётся одним
только турбонагнетателем. Если же в этой ситуации потребуется
перейти к интенсивному ускорению, то турбонагнетатель,
вследствие своей инертности, не сможет повысить давление
наддува достаточно быстро и возникнет так называемая
блок воздушной
турбояма.
заслонки J338
Чтобы предотвратить такое развитие событий, блок управления
двигателя подключает на короткое время приводной
нагнетатель, соответственно регулируя создаваемое им
давление с помощью блока регулирующей заслонки J808.
Приводной нагнетатель помогает, таким образом,
турбонагнетателю создавать требующееся давление наддува.
электромагнитная
турбонагнетатель
муфта
491_022
приводной нагнетатель
блок регулирующей
Режим турбонагнетателя
заслонки J808
Начиная прим. с 3500 об/мин турбонагнетатель может уже и
один создавать, при любой нагрузке, требуемое давление
наддува.
Регулирующая заслонка полностью открыта и всасываемый
воздух проходит непосредственно к турбонагнетателю, минуя
приводной нагнетатель. Энергии отработавших газов теперь при
блок воздушной
любых условиях достаточно для того, чтобы турбонагнетатель
заслонки J338
мог создать требующееся давление наддува.
Дроссельная заслонка полностью открыта. Во впускном
датчик давления
коллекторе создаётся давление до 2,0 бар (абсолютное).
наддува G31
Создаваемое турбонагнетателем давление наддува измеряется
датчиком давления наддува G31 и регулируется электро­
магнитным клапаном ограничения давления наддува N75.
электромагнитная
турбонагнетатель
электромагнитный клапан
муфта
ограничения давления
наддува N75
491_023
19
Система двойного наддува, с помощью приводного нагнетателя типа Рутс и турбонагнетателя
Приводной нагнетатель
Приводной нагнетатель типа Рутс представляет собой
компрессор с отключаемым механическим приводом
(через электромагнитную муфту).
Преимущества:
• быстрое создание требуемого давления наддува;
• высокий крутящий момент в нижней части диапазона
оборотов двигателя;
• подключается только тогда, когда в нём есть потребность;
• не требует внешней смазки или охлаждения.
Недостатки:
• потребляет полезную мощность (крутящий момент)
двигателя;
• давление наддува пропорционально оборотам двигателя,
на высоких оборотах давление должно ограничиваться
(в результате часть затраченной на его создание энергии
теряется впустую).
491_026
механический приводной
нагнетатель
Турбонагнетатель
Турбонагнетатель приводится отработавшими газами постоянно.
Преимущества:
• высокая эффективность двигателя (КПД) вследствие
использования энергии отработавших газов.
Недостатки:
• на двигателях с небольшим рабочим объёмом давления
наддува, создаваемого турбонагнетателем в нижней части
диапазона оборотов двигателя, оказывается недостаточно
для развития высокого крутящего момента;
• высокая термическая нагрузка.
491_027
турбонагнетатель
20
Компоненты системы турбонагнетателя
Блок турбонагнетателя
перепускной
подключение
подключение
клапан
к смазочной
к системе
турбонагнетателя
системе
охлаждения
Турбонагнетатель выполнен как единый узел с выпускным
N249
коллектором.
Ввиду высокой температуры отработавших газов, оба они
выполнены из исключительно жаростойкого стального литья.
Чтобы защитить опоры вала от действия высоких температур,
турбонагнетатель включён в контур системы охлаждения
двигателя. Отдельный циркуляционный насос обеспечивает
циркуляцию ОЖ в контуре системы охлаждения до 15 минут
после выключения двигателя. Эта мера позволяет предотвратить
как перегрев турбонагнетателя, так и образование пузырьков
пара в контуре системы охлаждения.
Для обеспечения смазки опоры вала турбонагнетателя
включены в масляный контур смазочной системы.
Кроме того, на блоке турбонагнетателя установлен также
электрический перепускной воздушный клапан
турбонагнетателя N249 и вакуумный привод ограничителя
давления наддува с вестгейтом.
вакуумный привод
блок
перепускной клапан
ограничения
турбонагнетателя
(вестгейт)
давления наддува
491_032
Выпускной коллектор
Раньше на бензиновых двигателях приходилось
На двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI выпускной коллектор рассчитан
заблаговременно обогащать рабочую смесь, чтобы не допустить
на температуры ОГ до 1050 °C. Двигатель может, таким образом,
высоких температур ОГ.
работать с высоким давлением наддува и почти во всех
диапазонах с лямбда 1.
перепускной клапан
выпускной коллектор
турбонагнетателя
N249
491_033
турбонагнетатель
перепускной клапан
(вестгейт)
21
Приводной нагнетатель
Механический приводной нагнетатель
Механический приводной нагнетатель типа Рутс установлен
Давление наддува регулируется (ограничивается)
на блоке цилиндров со стороны впускного коллектора,
регулирующей заслонкой. Максимальное давление наддува,
за воздушным фильтром.
создаваемое приводным нагнетателем, составляет 1,75 бар
Из-за формы обоих своих роторов его называют также винтовым
(абсолютное давление).
нагнетателем.
В отличие от двигателя 3,0 л V6 TFSI, роторы в данном случае
выполнены не четырёх-, а трёхлопастными.
синхронизирующая
ротор
передача
491_029
491_030
ротор
повышающая
передача
нагнетание
всасывание
ремённая
передача
шкив
Привод
шкив
приводного
электромагнитной
насоса системы
нагнетателя
муфты приводного
охлаждения
Механический нагнетатель включается при необходимости и
нагнетателя N421
приводится дополнительным приводом от насоса системы
охлаждения.
Включение и выключение этого дополнительного привода
осуществляется с помощью необслуживаемой электромагнитной
муфты, установленной в модуле насоса системы охлаждения.
При выключении электромагнитной муфты три плоских
пружины отводят фрикционный диск в исходное положение.
Вследствие большого усилия пружин при этом может быть
слышен «щелчок», который является нормальным звуком,
сопровождающим работу электромагнитной муфты. Это может
происходить в диапазоне оборотов до 3400 об/мин.
Благодаря передаточному отношению между шкивом коленвала
и шкивом приводного нагнетателя, а также внутренней передаче
в самом нагнетателе, роторы приводного нагнетателя
491_028
вращаются с пятикратной частотой вращения коленчатого вала.
Максимальное число оборотов приводного нагнетателя
приводной
натяжной
составляет 17 500 об/мин.
нагнетатель
ролик
шкив
шкив
приводного
коленвала
нагнетателя
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по устройству приводных нагнетателей типа Рутс можно найти в программе
самообучения SSP 437 «Двигатель Audi 3,0 л V6 TFSI с приводным нагнетателем типа Рутс».
22
Электромагнитная муфта
ремённая передача
фрикционный диск
Узел насоса системы охлаждения, помимо своей основной
приводного нагнетателя
функции — поддерживать циркуляцию ОЖ — выполняет также
функцию подключения/отключения приводного нагнетателя,
электромагнитная
с помощью встроенной в шкив электромагнитной муфты.
катушка
Основная ременная передача (ремень с шестью канавками)
приводит насос системы охлаждения, генератор и компрессор
климатической установки. Дополнительная ременная передача
(ремень с пятью канавками) приводит, от шкива насоса системы
крыльчатка
охлаждения, механический нагнетатель.
насоса системы
охлаждения
Крутящий момент передаётся к приводному нагнетателю через
электромагнитную муфту приводного нагнетателя N421. Шкив
насоса системы охлаждения закреплён болтами на ступице
приводного вала насоса системы охлаждения. Рядом с ним,
на корпусе насоса, установлен шкив привода механического
нагнетателя. Этот шкив установлен на шарикоподшипнике
и может свободно вращаться относительно корпуса.
Электромагнитная катушка жёстко соединена с корпусом насоса
системы охлаждения.
фрикционная
накладка
491_056
шкив насоса
системы охлаждения
Электромагнитная муфта привода нагнетателя не включена
Электромагнитная муфта приводного нагнетателя включена
Цепь обмотки электромагнита разомкнута, ток через неё не
Блок управления двигателя замыкает цепь обмотки
течёт. Пружины поддерживают между фрикционным диском и
электромагнита. Магнитное поле прижимает фрикционный диск
фрикционной накладкой зазор A, крутящий момент между ними
к фрикционной накладке. Между шкивом насоса системы
не передаётся. Неподвижный шкив свободно вращается на
охлаждения и шкивом приводного нагнетателя имеется теперь
шарикоподшипнике.
силовое замыкание.
A
491_057
491_058
Мягкое включение приводного нагнетателя
Чтобы обеспечить плавное включение приводного нагнетателя,
образом изменяет подаваемый на обмотку ШИМ-сигнал по мере
блок управления анализирует характер тока во время
износа фрикционных поверхностей.
включения электромагнитной муфты.
Для этого в блоке управления двигателя имеется
Соответствующие значения адаптации сохраняются в памяти
соответствующий датчик. Измеренное значение сравнивается
блока управления. При замене насоса системы охлаждения эти
с заложенной в памяти характеристикой и на основании этого
значения адаптации должны быть обнулены. Для этого
сравнения определяется значение износа фрикционных
в руководстве по ремонту «Двигатель, механика» имеется
поверхностей. Чтобы обеспечить мягкое, без толчков,
указание на соответствующую программу проверки в ведомом
включение нагнетателя, блок управления соответствующим
поиске неисправностей.
23
Работа
Нагнетание
Всасывание
Два ротора приводного нагнетателя типа Рутс имеют такую
роторы
форму, что при их вращении свободный объём со стороны
всасывания увеличивается. Поступающий воздух всасывается
механический
в этот объём и подаётся роторами на сторону нагнетания.
приводной
На стороне нагнетания свободный объём между роторами снова
нагнетатель
уменьшается. Воздух выдавливается из него в направлении
турбонагнетателя.
к турбонагнетателю
блок регулирующей
от воздушного
заслонки J808
фильтра
491_024
Регулирование давления наддува
Нагнетание
Всасывание
Давление наддува, создаваемое приводным нагнетателем,
регулируется положением регулирующей заслонки.
датчик давления во
Когда регулирующая заслонка закрыта, приводной нагнетатель
впускном коллекторе 3 G583
механический
создаёт максимальное (для данных оборотов) давление наддува.
с датчиком температуры
приводной
Сжатый воздух подаётся к турбонагнетателю. Если давление
воздуха на впуске 3 G520
нагнетатель
наддува слишком высоко, регулирующая заслонка частично
открывается. Теперь часть перекачиваемого нагнетателем
воздуха по-прежнему подаётся к турбонагнетателю, но какая-то
часть через приоткрытую регулирующую заслонку возвращается
на сторону всасывания приводного нагнетателя. Создаваемое
давление наддува уменьшается. На стороне всасывания воздух
вновь всасывается и сжимается приводным нагнетателем. Это
облегчает работу приводного нагнетателя, в результате
уменьшается потребляемая им мощность. Измеряется давление
наддува датчиком давления во впускном коллекторе 3 G583.
к турбонагнетателю
блок регулирующей
от воздушного
заслонки J808
фильтра
491_025
24
Схема потоков воздуха во впускном тракте с приводным нагнетателем и интеркулером
воздушный фильтр
блок регулирующей заслонки
J808
всасываемый воздух
турбонагнетатель
блок воздушной
интеркулер
заслонки J338
приводной
нагнетатель
к блоку дроссельной
заслонки
491_055
Давление наддува при полной нагрузке
На графике показана характеристика давления наддува,
создаваемого каждым из нагнетателей при полной нагрузке.
2,4
С ростом оборотов двигателя растёт и давление наддува,
2,0
создаваемое турбонагнетателем, так что давление приводного
нагнетателя можно всё больше ограничивать, чтобы он отбирал
1,8
у двигателя как можно меньше мощности.
1,6
Кроме того, уже при низких оборотах приводной нагнетатель
1,4
подаёт в цилиндры двигателя достаточно много воздуха.
В результате увеличивается и поток отработавших газов, которые
1,2
могут вращать турбину турбонагнетателя.
В результате в таком тандеме турбонагнетатель может создавать
число оборотов, об/мин
требуемое давление наддува при более низких оборотах, чем
это было бы возможно на двигателе с одним только
турбонагнетателем. То есть приводной нагнетатель как бы
Давление наддува приводного нагнетателя
«подталкивает» турбонагнетатель, помогая ему выйти на полный
рабочий режим.
Давление наддува турбонагнетателя
Давление наддува турбонагнетателя и приводного
нагнетателя вместе
Давление наддува турбонагнетателя на двигателе
с одним только турбонагнетателем
491_048
25
Датчики и исполнительные механизмы
Датчик давления во впускном коллекторе G71 с датчиком
температуры воздуха на впуске G42
Измеряет давление и температуру во впускном коллекторе.
На основании сигналов этого датчика и оборотов двигателя
рассчитывается массовый расход всасываемого воздуха.
При прекращении поступления сигнала в качестве
замещающего значения используется информация о положении
воздушной заслонки и температуре от G299. Турбонагнетатель
работает с ограничениями. Выход из строя и других датчиков
может привести к отключению приводного нагнетателя.
491_059
Датчик давления во впускном коллекторе 3 G583
с датчиком температуры воздуха на впуске 3 G520
Измеряет давление и температуру всасываемого воздуха
в области за блоком регулирующей заслонки J808 и приводным
нагнетателем. Его сигнал используется для регулирования
давления наддува приводного нагнетателя и для защиты
деталей от воздействия слишком высоких температур. Начиная
с температуры 130 °C производительность приводного
нагнетателя ограничивается.
При выходе из строя регулирование давления наддува
не происходит. Работа двигателя только с приводным
нагнетателем больше не допускается. Турбонагнетатель работает
с ограничениями — незначительная мощность двигателя
в нижней части диапазона оборотов.
491_060
26
Датчик давления наддува G31 с датчиком температуры
воздуха на впуске 2 G299
Измеряет давление и температуру в области непосредственно
перед воздушной заслонкой. Предоставляет сигнал давления
для регулирования давления наддува турбонагнетателя, а также
сигнал температуры для расчёта корректирующих значений для
давления наддува (изменение температуры = изменение
плотности воздуха).
При выходе из строя турбонагнетатель работает
с ограничениями. При выходе из строя также и других датчиков
приводной нагнетатель отключается.
491_061
Датчик атмосферного давления в блоке управления
двигателя J623
блок управления двигателя
Измеряет давление окружающего воздуха. Используется как
J623 с датчиком атмосферного
давления
корректирующее значение в зависимости от высоты над уровнем
моря.
При выходе из строя турбонагнетатель работает
с ограничениями. Это приводит к увеличению выбросов
и уменьшению мощности.
491_047
Блок регулирующей заслонки J808 с потенциометром
регулирующей заслонки G584
Потенциометр регулирующей заслонки G584 распознаёт
положение регулирующей заслонки. С этим сигналом блок
управления двигателя может привести регулирующую заслонку
в любое положение.
При прекращении поступления сигнала регулирующая заслонка
остаётся постоянно открыта. Приводной нагнетатель больше не
включается.
491_062
27
Снижение шумности
Приводной нагнетатель расположен на двигателе со стороны,
обращённой к салону, поэтому возникающие при его работе
шумы могут быть непосредственно слышны водителю и
пассажирам.
При резком ускорении в диапазоне оборотов двигателя
2000-3000 об/мин от приводного нагнетателя может быть
слышен характерный «вой». Такой «турбинный» звук является
нормальным звуком работы нагнетателя типа Рутс.
Для уменьшения шумового фона приводного нагнетателя
приняты следующие меры.
Для уменьшения механических шумов нагнетателя типа Рутс:
Для уменьшения шума всасывания и сжатия:
• модифицирована геометрия зубчатого зацепления
• с обоих сторон нагнетателя (всасывания и нагнетания)
(например, угол зацепления и боковой зазор
установлены глушители,
в зацеплении),
• нагнетатель заключён в шумоизолирующий корпус,
• повышена жёсткость валов нагнетателя,
на стенки которого дополнительно нанесён вспененный
• картер нагнетателя усилен специально разработанным
шумопоглощающий материал.
для этого оребрением.
глушитель шума
корпус
всасывания
шумопоглощающий
вспененный материал
глушитель шума
нагнетания
шумопоглощающий
вспененный материал
корпус
приводной
ремённая
нагнетатель
передача
приводного
491_031
нагнетателя
Предупреждение
Открывать приводной нагнетатель типа Рутс запрещается.
!
Объём, в котором находятся повышающая и синхронизирующая передачи, заполнен смазкой на весь срок службы.
28
Охлаждение наддувочного воздуха
На двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI применяется интеркулер
с воздушным охлаждением.
Это означает, что наддувочный воздух, проходя через радиатор
интеркулера, отдаёт своё тепло алюминиевым пластинам,
которые, в свою очередь, охлаждаются окружающим воздухом.
от приводного
блок воздушной
блок регулирующей
воздушный фильтр
всасываемый воздух
нагнетателя (или
заслонки J338
заслонки J808
от блока регулирующей
заслонки)
к блоку дроссельной
от турбонагнетателя
турбонагнетатель
интеркулер
заслонки
491_034
При прохождении турбонагнетателя всасываемый воздух сильно
Охлаждение наддувочного воздуха (до температуры несколько
нагревается. В первую очередь за счёт сжатия, но также и за счёт
выше температуры окружающего воздуха) повышает его
очень высокой температуры деталей турбонагнетателя,
плотность, давая возможность подать в цилиндры больше
наддувочный воздух может нагреваться вплоть до 200 °C.
кислорода.
Нагретый наддувочный воздух имеет меньшую плотность,
Кроме того, охлаждение уменьшает склонность к детонации
что означает, что в цилиндры будет попадать меньше кислорода.
и к образованию оксидов азота.
29
Система выпуска ОГ
Обзор
Нейтрализация ОГ происходит в трёхкомпонентном
Лямбда-зонд перед нейтрализатором конструктивно является
каталитическом нейтрализаторе с керамической подложкой,
линейным лямбда-зондом и установлен во входной воронке
установленном в непосредственной близости от двигателя.
нейтрализатора. Благодаря такой компоновке лямбда-зонд
Чтобы, несмотря на потери тепла в турбонагнетателе,
обдувается отработавшими газами всех цилиндров в равной
обеспечить достаточно быстрый прогрев нейтрализатора
степени и достигается также более быстрое начало лямбда-
до рабочей температуры, труба между турбонагнетателем и
регулирования.
нейтрализатором выполнена с изолирующим воздушным
зазором.
соединительная труба с изолирующим
воздушным зазором
линейный лямбда-зонд перед
нейтрализатором G39
с нагревательным элементом лямбда-зонда Z19
трёхкомпонентный каталитический
нейтрализатор
широкополосный лямбда-зонд после
нейтрализатора G130
с нагревательным элементом лямбда-зонда
после нейтрализатора Z29
задний глушитель
труба выпуска
передний глушитель
приёмная труба
резонансно-поглощающего
ОГ
с сильфоном
типа
491_009
Предупреждение
Сбои, которые могут влиять на токсичность ОГ, индицируются контрольной лампой Check Engine K83, а функциональные
!
сбои в работе системы — контрольной лампой электропривода акселератора K132.
30
Система охлаждения
Двухконтурная система охлаждения
Обзор
В двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI имеется две независимых друг
Система охлаждения двигателя разделяется на два контура.
от друга системы охлаждения:
Примерно треть общего потока ОЖ поступает в блок цилиндров
и две трети — к камерам сгорания в ГБЦ.
• система охлаждения наддувочного воздуха (см. стр. 25),
Охлаждающая жидкость протекает через головку блока
• система охлаждения двигателя.
цилиндров «поперечно», от стороны впуска к стороне выпуска.
Такая схема обеспечивает равномерное распределение
температуры в ГБЦ и называется схемой охлаждения
с поперечным протоком ОЖ.
насос системы
дроссель
охлаждения
теплообменник
отопителя
расширительный
бачок
корпус
распределителя ОЖ
автономный
отопитель
термостат 1 от ГБЦ
(открывается при
система охлаждения
80 °C)
блок цилиндров
термостат 2 от ГБЦ
система охлаждения
(открывается при
головка блока
95 °C)
цилиндров
турбонагнетатель
дроссель
491_013
циркуляционный
масляный
интеркулер
насос ОЖ V50
радиатор
Условные обозначения:
ОЖ в блоке цилиндров
ОЖ в ГБЦ и в остальной части контура
охлаждённая ОЖ
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по двухконтурной системе охлаждения можно найти в программе самообучения SSP 485
«Двигатель Audi 1,2 л TFSI».
31
Двухконтурная система охлаждения имеет следующие
преимущества:
термостат 2
контур системы охлаждения
головка блока цилиндров
• блок цилиндров прогревается быстрее, поскольку
охлаждающая жидкость до достижения температуры 95 °C
через блок цилиндров не циркулирует;
• уменьшение потерь на трение в кривошипно-шатунном
механизме за счёт более высоких температур в блоке
цилиндров;
• улучшение охлаждения камер сгорания за счёт более
низкого уровня температуры (80 °C) в ГБЦ. Благодаря
этому улучшается наполнение цилиндров и уменьшается
склонность к детонации.
термостат 1
контур системы охлаждения
блок цилиндров
491_035
Корпус распределителя ОЖ с двухступенчатым термостатом
Вследствие большого потока ОЖ при высоких оборотах
термостат 1
двигателя в системе охлаждения создаётся достаточно высокое
давление. Двухступенчатый термостат 1 открывается и при таких
условиях точно при заданных температурах.
В одноступенчатом термостате необходимо было бы открыть
тарелку клапана большей площади под высоким давлением.
Вследствие больших сил противодействия такой термостат
открывался бы только при более высокой температуре.
В двухступенчатом термостате при достижении температуры
открывания открывается сначала только малый тарельчатый
клапан. При малой площади тарелки клапана меньше и силы
противодействия, в результате термостат открывается точно при
достижении заданной температуры. По достижении
определённого открытия малая тарелка термостата приводит
в движение и большую, в результате открывается полное
проходное сечение клапана.
тарелка ступени 1
тарелка ступени 2
термостата
термостата
ступень 1
ступень 2
491_036
32
Система питания
Схема системы
Производительность контура как низкого, так и высокого давле-
Центральным элементом системы питания является
ния системы питания регулируется по обратной связи. В контуре
одноплунжерный топливный насос высокого давления (ТНВД)
низкого давления для регулирования производительности
с регулированием по обратной связи. На двигателе
подкачивающего насоса в топливном баке блок управления
устанавливается ТНВД поколения III производства фирмы
двигателя отдаёт соответствующие команды блоку управления
Hitachi. Привод ТНВД осуществляется трёхкулачковым
топливного насоса J538. Давление топлива в контуре низкого
профилем на распредвале выпускных клапанов.
давления поддерживается в диапазоне 3-5 бар.
Рабочее давление системы составляет 30-100 бар.
В контуре высокого давления блок управления двигателя
При давлении прим. 145 бар открывается установленный
непосредственно управляет регулятором давления топлива
в насосе редукционный клапан.
N276 на ТНВД.
Для контроля давлений в системе питания установлены два
датчика давления топлива, передающие свои сигналы в блок
топливная рампа
датчик давления топлива
управления двигателя.
высокого давления
G247
топливный насос высокого
давления (ТНВД)
форсунки 1-4
N30-N33
491_015
к БУ
масса
двигателя
регулятор давления
топливный фильтр
плюс АКБ
блок управления
подкачивающий
топлива N276
топливного насоса J538
топливный насос G6
Предупреждение
Осторожно, опасность травм! Система может находиться под очень высоким давлением! При открывании контура
!
высокого давления строго соблюдать указания в руководстве по ремонту!
Дополнительная информация
Принцип работы и регулирования топливного насоса высокого давления см. в программе самообучения SSP 432
«Двигатель Audi 1,4 л TFSI»
33
Система управления двигателя
Общая схема системы управления двигателя
1,4 л 136 кВт TFSI
Датчики
Датчик давления во впускном коллекторе G71
Датчик температуры воздуха на впуске G42
Датчик давления во впускном коллекторе 3 G583
Датчик температуры воздуха на впуске 3 G520
Датчик давления наддува G31
Датчик температуры воздуха на впуске 2 G299
Датчик числа оборотов двигателя G28
Датчик Холла G40
БУ двигателя
Блок воздушной заслонки J338
J623
Датчики 1+2 угла поворота электропривода дроссельной заслонки G187,
G188
Блок регулирующей заслонки J808
Потенциометр регулирующей заслонки G584
Датчик положения педали акселератора G79
Датчик 2 положения педали акселератора G185
Датчик положения педали сцепления G476
Датчик положения педали тормоза G100
Датчик давления топлива G247
Датчик детонации 1 G61
Датчик температуры охлаждающей жидкости G62
Датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из радиатора G83
Лямбда-зонд G39
Лямбда-зонд после нейтрализатора G130
Датчик давления усилителя тормозов G294
Датчик измерения силы тока G582
Дополнительные сигналы
Дополнительная информация
Дополнительную информацию по подключению блока управления двигателя к шинам данных можно найти
в программе самообучения SSP 477 «Audi A1».
34
Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://volkswagen.msk.ru http://vwts.info
огромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi
Исполнительные элементы
БУ топливного насоса J538
Подкачивающий топливный насос G6
Форсунки цилиндров 1-4 N30-N33
Катушки зажигания 1-4 с выходными каскадами N70, N127, N291, N292
Блок воздушной заслонки J338
Электропривод дроссельной заслонки G186
Блок регулирующей заслонки J808
Исполнительный электродвигатель регулирующей заслонки V380
Реле электропитания для Motronic J271
Регулятор давления топлива N276
Электромагнитный клапан 1 адсорбера с активированным углём N80
Электромагнитная муфта приводного нагнетателя N421
Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19
Нагревательный элемент лямбда-зонда 1, после катализатора Z29
Клапан 1 регулятора фаз газораспределения N205
Перепускной воздушный клапан турбонагнетателя N249
Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75
Реле дополнительного насоса ОЖ J496
Циркуляционный насос ОЖ V50
Дополнительные сигналы
491_014
35
Система имитации в салоне звука двигателя
Общие сведения
Эта система предназначена для создания в салоне автомобиля
С другой стороны, шумоизоляция современных автомобилей
спортивного звука двигателя. С её помощью можно, например,
постоянно улучшается, но тем не менее, клиенты хотели бы
на автомобиле с дизельным двигателем создать звуковую
слышать в салоне сочный звук двигателя.
атмосферу бензинового двигателя (Audi TT с дизельным
Поэтому вместе с двигателем 1,4 л TFSI с двойным наддувом
двигателем).
в Audi A1 устанавливается также эта система первого поколения.
Компоненты
Работа системы
Компоненты системы установлены на перегородке моторного
На основании полученных по шине CAN-привод данных блок
отсека или в области передней части системы выпуска ОГ.
управления системы подавления вибраций J869 генерирует
Исполнительный механизм системы подавления вибраций R214
определённые спектры частот. Импульсный исполнительный
создаёт колебания звуковых частот, которые он «передаёт»
элемент возбуждает колебания этих частот в материале кузова
в кузов автомобиля.
автомобиля.
В результате звуковые волны распространяются по деталям
Технические данные исполнительного механизма (принцип
кузова вплоть до ветрового стекла, откуда колебания передаются
действия аналогичен обычному динамику):
воздуху салона в виде обычного звука (частота колебаний до
прим. 5000 Гц).
• резонансная (собственная) частота меньше 40 Гц;
• верхний предел частоты (-3 дБ) больше 3 кГц;
• минимальный линейный рабочий ход +/-2 мм;
• максимальный ход +/-3 мм.
исполнительный механизм системы
подавления вибраций R214
блок управления системы подавления
вибраций J869
491_066
Предупреждение
При мойке двигателя никогда не направляйте струю воды / пара непосредственно на исполнительный механизм
!
системы подавления вибраций R214!
36
Схема системы
Генератор сигнала создаёт спектр различных колебаний,
Исполнительный механизм системы подавления вибраций R214
зависящий от режима работы двигателя. Сигнал этого спектра
установлен на поперечине ветрового стекла. От него звуковые
колебаний усиливается усилителем и подаётся на
колебания распространяются в материале кузова и частично
исполнительный механизм системы подавления вибраций R214,
переходят также в воздух в виде обычного звука. По деталям
который возбуждает соответствующие колебания в материале
кузова созданные колебания распространяются вплоть до
кузова.
ветрового стекла. Ветровое стекло, как своего рода мембрана,
излучает колебания в воздух салона в виде обычного звука.
скорость автомобиля
Блок управления системы подавления вибраций J869
обороты двигателя
CAN
Генератор сигнала
Сигнал
Усилитель сигнала
нагрузка на двигатель
Усиленный сигнал
данные автомобиля
Исполнительный механизм
системы подавления
вибраций R214
Кузов
Рабочий ход
491_063
Электрическая схема
Условные обозначения:
J533
Диагностический интерфейс шин данных
J623
БУ двигателя
J869
Блок управления системы подавления вибраций
R214 Исполнит. механизм системы подавления вибраций
158
Соединение с плюсом АКБ (кл. 15)
371
Соединение с массой
B383 CAN-привод High
B390 CAN-привод Low
491_064
37
Диагностика
Адресное слово блока управления системы подавления
вибраций J869: $A9.
Блок управления инициализируется при каждом включении
клеммы 15.
• Функции диагностики:
• регистратор событий,
• диагностика исполнительных механизмов,
• ПО в блоке управления не обновляется.
• Ошибка системы:
• отключение исполнительного механизма системы подав-
ления вибраций,
• клиент жалуется на «другой звук» в салоне автомобиля.
• Функции:
сигнал скорости «ограничивает» работу системы при высоких
скоростях, чтобы предотвратить появление гула. При
инициализации сигнал исполнительного механизма не
выдаётся.
Инициализация
Для хорошей имитации звука двигателя различным автомо-
билям нужны различные спектры сигналов. Информация об
установленном двигателе и типе кузова передаётся по шине
CAN-привод и может быть считана прослушиванием. Передаёт
эту информацию диагностический интерфейс шин данных J533.
Полученные данные используются для выбора блоком
491_065
управления системы подавления вибраций определённой
характеристики. В памяти блока управления системы
подавления вибраций J869 может быть сохранено несколько
характеристик, так что блок управления может самостоятельно
определить, в каком автомобиле он установлен.
Предупреждение
При замене исп. механизма системы подавления вибраций R214 использовать всегда только новые самостопорящиеся
!
гайки и строго соблюдать предписанный момент затяжки.
38
Сервисное обслуживание
Смотровые окна для уплотнений
В некоторых местах системы впуска имеются смотровые окна.
С их помощью можно без разборки системы увидеть,
установлено ли в данном месте уплотнение.
приводной
смотровое окно для уплотнения
нагнетатель
между впускным коллектором и
нижней частью впускного
коллектора
491_043
491_044
контрольный язычок уплотнения
блок регулирующей
смотровое окно для уплотнения
между глушителем и приводным
заслонки J808
между впускным патрубком и
нагнетателем
блоком регулирующей заслонки
491_045
491_046
датчик давления
смотровое окно для уплотнения
смотровое окно для уплотнения
топлива G247
между впускным коллектором и
между впускным коллектором и
нижней частью впускного
патрубком впускного коллектора
коллектора
Предупреждение
Учтите, что смотровые окна не дают возможности распознать, правильно ли установлено уплотнение. Соблюдайте
!
инструкции в руководстве по ремонту.
39
Обслуживание автомобиля
Работы по техническому обслуживанию
Интервал
Интервал замены масла двигателя
до макс. 30 000 км или макс. 24 месяца, по показаниям индикатора ТО1)
по регламенту LongLife
(интервал замены масла зависит от характера эксплуатации/стиля вождения)
моторное масло по допуску VW 50400
Интервал замены масла двигателя без регла- фиксированный интервал 15 000 км или 12 месяцев (в зависимости от того, что
мента LongLife
наступит раньше)
моторное масло по регламенту VW 50400 или 50200
Интервалы замены масляного фильтра
при каждой замене масла
Заправочный объём при замене масла
3,6 литра (включая масляный фильтр)
(в условиях сервиса)
Слив/откачка моторного масла
допускается и то, и другое
Интервалы замены воздушного фильтра
90 000 км
Интервалы замены топливного фильтра
на весь срок службы (Lifetime)
Интервалы замены свеч зажигания
60 000 км / 6 лет
1) Индикатор ТО = индикатор технического обслуживания
Привод ГРМ и навесных агрегатов
Работы по техническому обслуживанию
Интервал
Интервалы замены поликлинового ремня
на весь срок службы (Lifetime)
Натяжитель поликлинового ремня
на весь срок службы (Lifetime, ролик с гидравлическим натяжителем)
Интервалы замены цепи привода ГРМ
на весь срок службы (Lifetime)
Натяжитель цепи привода ГРМ
на весь срок службы (Lifetime)
Предупреждение
Приоритет всегда имеют данные/указания в сервисной литературе.
!
40
Приложение
Словарь специальных терминов
В этом словаре приводятся объяснения всех терминов,
выделенных в тексте программы самообучения курсивом
и отмеченных звёздочкой.
Картерные газы
TFSI
Картерными газами называют газы, проникающие в картер
Turbo Fuel Stratified Injection означает систему
двигателя из камер сгорания между поршнем и стенкой
непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания,
цилиндра. Причиной их проникновения являются высокое
используемую Audi на двигателях с наддувом. Давление впрыска
давление в камере сгорания и совершенно нормальные,
топлива превышает 100 бар.
эксплуатационные зазоры поршневых колец. Система
вентиляции картера удаляет картерные газы из картера
двигателя и подаёт их в камеры сгорания.
Перепускной клапан (вестгейт)
Может называться также байпас или вестгейт, клапан,
Даунсайзинг
направляющий ОГ по перепускному каналу в обход
турбонагнетателя.
Термин «даунсайзинг» применительно к двигателестроению
означает уменьшение рабочего объёма двигателя при
сохранении тех же выходных характеристик (мощности/
крутящего момента) за счёт повышения эффективности его
работы.
Схема Open-Deck
Одна из схем конструкции блока цилиндров. При такой схеме
рубашка охлаждения цилиндров выполняется полностью
открытой (со стороны ГБЦ). Это существенно улучшает обмен
охлаждающей жидкостью между блоком цилиндров и ГБЦ. Блок
цилиндров, выполненный по такой схеме, обладает, однако,
меньшей жёсткостью. Поэтому дополнительная жёсткость в этом
случае обеспечивается соответствующей прокладкой ГБЦ.
41
Контрольные вопросы
1. Что означает выражение «даунсайзинг»?
a) Даунсайзингом называют уменьшение мощности двигателя с большим рабочим объёмом, в результате чего уменьшается и его
расход топлива.
b) При даунсайзинге уменьшают рабочий объём двигателя при сохранении той же мощности. За счёт этого уменьшаются потери
на внутреннее трение и, соответственно, расход топлива.
c) Даунсайзинг заключается в увеличении рабочего объёма двигателя, в результате чего увеличивается его крутящий момент
и уменьшается расход топлива.
2. Сколько на двигателе TFSI имеется поликлиновых ремней?
a) Только один поликлиновой ремень, для привода навесных агрегатов.
b) Два поликлиновых ремня. Один для привода навесных агрегатов и один — для привода механического нагнетателя (типа Рутс).
c) Три поликлиновых ремня. Для привода навесных агрегатов, для привода механического нагнетателя и для привода масляного
насоса.
3. Выше какой границы оборотов приводной нагнетатель больше не включается?
a) 1500 об/мин
b) 2200 об/мин
c) 3500 об/мин
4. Какие из высказываний об электромагнитной муфте приводного нагнетателя верны?
a) Электромагнитная муфта является частью модуля насоса системы охлаждения.
b) Электромагнитная муфта служит для подключения, при необходимости, приводного нагнетателя.
c) Электромагнитная муфта не требует обслуживания.
5. Когда компоненты системы наддува (турбонагнетатель и приводной нагнетатель) создают давление наддува?
a) Турбонагнетатель создаёт давление наддува всегда, сразу же, как только для этого будет хватать энергии отработавших газов.
b) Приводной нагнетатель подключается только в тех случаях, когда давления наддува, создаваемого турбонагнетателем,
недостаточно.
c) Оба компонента системы наддува подключены всегда и всегда создают давление наддува.
6. Каким образом регулируется давление наддува, создаваемое компонентами системы наддува (турбонагнетателем
и приводным нагнетателем)?
a) Давление наддува, создаваемое турбонагнетателем, регулируется перепускным клапаном турбонагнетателя N249 и вакуумным
приводом ограничения давления наддува.
b) Давление наддува обоих компонентов системы наддува регулируется с помощью блока воздушной заслонки.
c) Давление наддува, создаваемое приводным нагнетателем, ограничивается с помощью блока регулирующей заслонки.
7. Лямбда-зонды какого типа устанавливаются на двигателе 1,4 л 136 кВт TFSI перед нейтрализатором?
a) Широкополосный лямбда-зонд.
b) Линейный лямбда-зонд.
c) Датчик NOx.
42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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