Volkswagen: Двигатели 2,5л TDI в Crafter. Устройство, принцип действия

Введение

В автомобилях Crafter двигатель TDI 2,5л представлен четырьмя вариантами мощности от 65кВт до 120кВт. Все
варианты двигателя основаны на едином прототипе, который по своим базовым геометрическим размерам
одинаков с 5-ти цилиндровым двигателем TDI с распределительным ТНВД, используемом в LT2 и Transporter T4. В
зависимости от мощности они сбалансированы по механическим характеристикам, а также по управлению
двигателем.

Чтобы соответствовать возросшим требованиям по мощности, акустике, уровню эмиссии, потреблению
топлива и увеличению интервалов технического обслуживания, переработке подверглись многие компоненты
двигателя. Особое значение имеет перевод двигателя на систему впрыска Common-Rail.

Все варианты двигателя оснащены сажевым фильтром с каталитическим покрытием и соответствуют нормам
токсичности ОГ EURO 4/EU4. Двигатели, соответствующие нормам токсичности ОГ EURO 3/EU3, не оснащены
сажевым фильтром.

Датчик уровня масла
для увеличения
интервалов
технического
обслуживания

Модуль масляного
фильтра, установленный на
отдельно стоящий
кронштейн

Регулируемый
турбонагнетатель

Электрический клапан рециркуляции ОГ

S371_002

Система впрыска Common-
Rail с пьезофорсунками

Циклонный маслоотделитель

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Электрическая
заслонка впускного
коллектора

S371_003

●

система впрыска Common-Rail с пьезофорсунками

●

каталитический сажевый фильтр

●

электропривод заслонки впускного коллектора

●

электрический клапан рециркуляции ОГ

●

радиатор системы рециркуляции ОГ

●

регулируемый турбонагнетатель

●

модуль масляного фильтра, установленный на
отдельно стоящий кронштейн

●

удаление воздуха из картера коленвала с
циклонным маслоотделителем

●

датчик уровня масла для увеличения интервалов
технического обслуживания

Технические характеристики

Введение

Технические характеристики

Двигатель TDI 2,5л-65кВт

Буквенное
обозначение двигателя

BJJ

Тип

однорядный 5-цилиндровый
двигатель

Рабочий объем

2461см

Диаметр цилиндра

81,0 мм

Ход поршня

95,5 мм

Количество клапанов
на цилиндр

Степень сжатия

16,8 : 1

Максимальная
мощность

65 кВт при 3500 об/мин

Максимальный
крутящий момент

220 Нм при 2000 об/мин

Управление двигателя

Bosch EDC 16 C

Топливо

Дизельное топливо с цетановым
числом не ниже 51

Нейтрализация ОГ

Система рециркуляции ОГ с
охлаждением ОГ; сажевый фильтр
с каталитическим покрытием

Норма токсичности ОГ

EU4/EURO 4

График мощности и крутящего момента

300

250

200

150

100

120

100

1000

2000

3000

4000

Двигатель TDI 2,5л 80кВт

Кривая мощности и крутящего момента

ут

ящ

ий

ен

[Н

]

но

ст

[к

т]

Частота вращения [об/мин]

140

350

S371_264

S371_262

300

250

200

150

100

120

100

ут

ящ

ий

ен

[Н

]

но

ст

[к

т]

Частота вращения [об/мин]

140

350

Буквенное
обозначение двигателя

BJK

Тип

однорядный 5-цилиндровый
двигатель

Рабочий объем

2461см

Диаметр цилиндра

81,0 мм

Ход поршня

95,5 мм

Количество клапанов
на цилиндр

Степень сжатия

16,8 : 1

Максимальная
мощность

80 кВт при 3500 об/мин

Максимальный
крутящий момент

280 Нм при 2000 об/мин

Управление двигателя

Bosch EDC 16 C

Топливо

Дизельное топливо с цетановым
числом не ниже 51

Нейтрализация ОГ

Система рециркуляции ОГ с
охлаждением ОГ; сажевый фильтр
с каталитическим покрытием

Норма токсичности ОГ

EU4/EURO 4
EURO 3/EU3 (без сажевого
фильтра и системы охлаждения ОГ)

1000

2000

3000

4000

Двигатель TDI 2,5л-100кВт

Кривая мощности и крутящего момента

Двигатель TDI 2,5л 120кВт

Кривая мощности и крутящего момента

S371_260

S371_266

300

250

200

150

100

120

100

ут

ящ

ий

ен

[Н

]

но

ст

[к

т]

Частота вращения [об/мин]

140

350

Буквенное
обозначение двигателя

BJL

Тип

однорядный 5-цилиндровый
двигатель

Рабочий объем

2461см

Диаметр цилиндра

81,0 мм

Ход поршня

95,5 мм

Количество клапанов
на цилиндр

Степень сжатия

16,8 : 1

Максимальная
мощность

100 кВт при 3500 об/мин

Максимальный
крутящий момент

300 Нм при 2000 об/мин

Управление двигателя

Bosch EDC 16 C

Топливо

Дизельное топливо с цетановым
числом не ниже 51

Нейтрализация ОГ

Система рециркуляции ОГ с
охлаждением ОГ; сажевый фильтр с
каталитическим покрытием

Норма токсичности ОГ

EU4/EURO 4

Буквенное
обозначение двигателя

BJM

Тип

однорядный 5-цилиндровый
двигатель

Рабочий объем

2461см

Диаметр цилиндра

81,0 мм

Ход поршня

95,5 мм

Количество клапанов
на цилиндр

Степень сжатия

16,8 : 1

Максимальная
мощность

120 кВт при 3500 об/мин

Максимальный
крутящий момент

350 Нм при 2000 об/мин

Управление двигателя

Bosch EDC 16 C

Топливо

Дизельное топливо с цетановым
числом не ниже 51

Нейтрализация ОГ

Система рециркуляции ОГ с
охлаждением ОГ; сажевый фильтр с
каталитическим покрытием

Норма токсичности ОГ

EU4/EURO 4
EURO 3 (без сажевого фильтра)

300

250

200

150

100

120

100

ут

ящ

ий

ен

[Н

]

но

ст

[к

т]

Частота вращения [об/мин]

140

350

1000

2000

3000

4000

1000

2000

3000

4000

Введение

Нормы токсичности ОГ

Дизельные двигатели Crafter соответствуют европейским нормам токсичности ОГ EU4 и EURO 4.
Для контроля за узлами, связанными с ОГ, все автомобили оснащены встроенной системой диагностики (EOBD).
Система EOBD стала обязательной для соответствия стандарту также и коммерческих автомобилей в странах-
членах Европейского Союза с 1 января 2006 г. В некоторых странах двигатель TDI 2,5л в предлагается также и в
варианте , отвечающем нормам токсичности ОГ EU3/EURO 3. Такие двигатели не оснащены сажевым
фильтром.

Норма токсичности ОГ EU4 действует для всех
автомобилей, имеющих допуск по категории
"Легковые автомобили", например, для
пассажирского Crafter с 9 местами для сидения.

Соответствие стандартам эмиссии ОГ автомобилей
определяется при помощи стенда с беговыми
барабанами, исходя из определенного цикла
движения и предписанной методики измерения.
Уровень выброса вредных веществ измеряется в
граммах на километр (г/км).

Параметры эмиссии ОГ, приведенные в диаграмме,
относятся к автомобилям с допустимой полной
массой > 2,5 т и фактической собственной массой >
1,76 т.

Более подробную информацию по системе бортовой диагностики EOBD можно найти в программе
самообучения SSP 315 „Бортовая диагностика EOBD для дизельных двигателей“.

S371_386

0,2

0,6

0,4

0,8

г/км

HC + NO

0,74

0,46

0,39

0,06

окись углерода

углеводород и

оксиды азота

частицы сажи

Предельные параметры эмиссии ОГ для дизельных
автомобилей

S371_052

Crafter с допуском по категории "Легковые автомобили" (нормы

токсичности ОГ

EU4)

Нормы токсичности ОГ EURO 4 распространяются
на все автомобили, допущенные по категории
"Коммерческие автомобили".
Чтобы сократить затраты, связанные с проверкой
данных автомобилей на соответствие стандартам
(например, для производителей дополнительных
агрегатов), нормы токсичности проверяются на
стенде для измерения мощности двигателя.
Проверка проводится в трех режимах. Уровни
выброса вредных веществ измеряются в граммах на
киловатт-час (г/кВт в час).

Проверка ESC

ESC означает European Steady Cycle.
В процессе данной проверки уровень эмиссии
газообразных вредных веществ и твердых частиц
определяется в 13 режимах работы двигателя.

S371_104

1,0

3,0

2,0

4,0

г/кВт в час

1,5

0,46

3,5

0,02

окись углерода

оксиды азота

Предельные значения эмиссии ОГ для режима
проверки ESC

S371_102

1,0

3,0

2,0

4,0

г/кВт в час

4,0

0,55

3,5

0,03

окись углерода

оксиды азота

Предельные значения эмиссии ОГ для режима
проверки ETC

S371_156

углеводород

частицы сажи

углеводород

частицы сажи

Crafter с допуском по категории "Коммерческие автомобили" (нормы

токсичности ОГ

EURO 4)

Проверка ETC

ETC означает European Transient Cycle.
Данная проверка предназначена для двигателей с
системами последующей обработки ОГ, например,
для двигателей, оснащенных сажевым фильтром. В
этом случае параметры эмиссии ОГ определяются в
течение проверочного цикла, для каждой секунды
которого определены нагрузка и частота вращения.
Цикл длится 1800 секунд.

Проверка ELR

ELR - это сокращение от European Load Response.
Данная проверка позволяет определить дымность
выхлопа в течение одного проверочного цикла как
параметр содержащихся в потоке ОГ дизельного
двигателя частиц сажи. Допустимый порог дымности
составляет 0,5 1/м.

Поршни

Поршни изготовлены из алюминиевого сплава
методом литья в кокиль. Из-за того, что форсунки
установлены под углом 25°, полость камеры
сгорания расположена в поршне асимметрично.

Поршни двигателей с высокой мощностью в 100кВт
и 120кВт имеют кольцевой канал охлаждения. Для
лучшего охлаждения днища поршня в канал
охлаждения через форсунки поступает масло.

Шатун

Малая головка шатуна выполнена в форме
трапеции. Благодаря этому давление сгорания
распределяется на большую площадь, и нагрузка на
шатун и поршневой палец снижается.

S371_220

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров была переработана в
некоторых областях (по сравнению с
предшествующим двигателем с распределительным
ТНВД). Было оптимизировано распределение
потоков охлаждающей жидкости. Были
переработаны впускные каналы, улучшено
закручивание воздуха и пропускная способность
каналов. Положение отверстий для штифтовых
свечей накаливания адаптировано под геометрию
новых керамических свечей накаливания.

Выемка в
днище
поршня

Шатун

Поршни

Кольцевой

канал

охлаждения

S371_257

Головка
шатуна

Механика двигателя

Прокладка головки блока
цилиндров

Новая форма прокладки головки блока цилиндров
снижает деформацию головки блока и формы
цилиндров. Благодаря этому улучшается уплотнение
камер сгорания.
Прокладка ГБЦ имеет 5-слойную конструкцию и
обладает двумя отличительными признаками:

●

регулятор высоты камеры сгорания

●

опорные вставки

Регулятор высоты камеры сгорания обозначает
положение уплотнительной кромки у отверстия
цилиндра. Она профилирована по высоте. Это
характеризует, что высота профиля кромки у
камеры сгорания различна.
Благодаря особенной форме достигается
равномерное распределение усилий затяжки камер
сгорания. Таким образом, снижается деформация
цилиндров и уменьшаются возникающие из-за
зазоров в уплотнении колебания.

Регулятор высоты камеры сгорания

S371_252

Регулятор высоты камеры сгорания

Опорные вставки

S371_350

Камера сгорания

Усилия затяжки

Схематическое изображение уплотнения ГБЦ в разрезе

Несущая
панель

Гофрированные
пластины

Опорные вставки

Регулятор высоты
камеры сгорания

S371_279

S371_314

Внешние болты ГБЦ из-за небольшой поверхности
прилегания головки блока цилиндров в области
внешних цилиндров создают большое усилие
затяжки. Это ведет к повышению давления прижима
прокладки ГБЦ и, таким образом, к изгибу головки
блока цилиндров. Такой изгиб, в свою очередь,
приводит к деформации внешних цилиндров.

Опорные вставки характеризуют положение
профиля прокладки ГБЦ в области обоих внешних
цилиндров. Опорные вставки обеспечивают в этих
областях равномерное распределение усилий
затяжки. Благодаря этому снижается изгиб ГБЦ и
деформация внешних цидиндров.

Опорные вставки

S371_342

Распределение усилий затяжки без опорных вставок

Распределение усилий затяжки с опорными вставками

Усилия затяжки

Большое усилие по краям головки блока
цилиндров ведет к ее изгибу

Снижение усилия благодаря стабильной структуре
прокладки ГБЦ

Опорные вставки

Головка

S371_352

S371_354

Опорные вставки снижают высокое давление
прижима прокладки ГБЦ, таким образом,
уменьшается степень изгиба ГБЦ. Благодаря этому
улучшению было достигнуто также оптимальное
распределение усилий затяжки внешних
регуляторов высоты камеры сгорания. Также
снижаются общие смещения ГБЦ во время работы
двигателя.

Механика двигателя

Привод зубчатым ремнем

При помощи зубчатого ремня осуществляется привод распредвала, насоса ОЖ и насоса высокого давления
системы впрыска Common-Rail.

Зубчатый ремень

По сравнению с предыдущим двигателем с рапределительным ТНВД существенно улучшены показатели
износоустойчивости зубчатого ремня. Зубчатый ремень (ширина 26 мм) оснащен с тыльной стороны
материалом из полиамида, что снижает износ кромок ремня. Материал зубьев также полиамид с защитой от
износа из политетрафторэтана (тефлона).

Материал на тыльной
стороне из полиамида

Кордшнуры из
стекловолокна

Материал зубьев -

полиамид и тефлон

Основной материал резина

S371_184

Ведомая шестерня

распредвала

Успокоительный ролик

Ведущая шестерня
насоса высокого
давления

Насос охлаждающей жидкости

Коленчатый вал

S371_078

Натяжитель зубчатого ремня

Привод навесных агрегатов осуществляется от коленвала при помощи поликлинового ремня.
Гидравлическая система поддерживает постоянное натяжение поликлинового ремня, и он не требует
обслуживания. Поликлиновым ремнем приводятся в действие вентилятор радиатора, насос сервопривода
рулевого управления и генератора переменного тока. По выбору ременной привод может также приводить в
действие компрессор кондиционера или второй генератор переменного тока.

Привод навесных агрегатов двигателя

S371_066

Генератор
переменного тока 2

Компрессор
кондиционера

Генератор
переменного тока

Вентилятор радиатора

Коленчатый вал

Насос сервопривода
рулевого управления

Ременной привод

Ременной привод с компрессором кондиционера

Ременной привод с генератором переменного тока 2

Ггидравлический

натяжитель

Поликлиновый ремень

S371_064

S371_062

Механика двигателя

Дополнительные навесные агрегаты

По желанию привод навесных агрегатов может быть дополнен еще одним навесным агрегатом. По выбору
поликлиновым ремнем с ременного шкива демпфера крутильных колебаний может приводиться в действие либо
компрессор хладагента, либо гидравлический насос.

Ременной привод с дополнительным приводом
для компрессора хладагента

Ременной привод с дополнительным приводом
для гидравлического насоса

Ременной привод компрессора кондиционера и
дополнительный привод компрессора
хладагента

Ременной привод компрессора кондиционера и
дополнительный привод гидравлического насоса

Компрессор
кондиционера

Компрессор
хладагента

Компрессор
кондиционера

Гидравлический
насос

Компрессор
хладагента

Гидравлический
насос

Ременной шкив

Поликлиновый
ремень

S371_068

S371_070

S371_072

S371_074

Давление масла создается при помощи самозакачивающего шестеренчатого насоса, как и в предыдущем
двигателе. Он закреплен спереди на блоке цилиндров и приводится в действие непосредственно коленвалом.
Редукционный клапан препятствует повреждению узлов двигателя, которые могут возникнуть из-за слишком
высокого давления масла. В случае засорения масляного фильтра открывается перепускной клапан,
обеспечивая тем самым подачу масла в двигатель. Запорный клапан отвечает за непрерывную смазку привода
клапанов.

Циркуляция масла

1 - Масляный поддон
2 - Датчик уровня и температуры масла G266
3 - Масляный насос
4 - Предохранительный масляный клапан
5 - Маслоохладитель
6 - Перепускной клапан
7 - Масляный фильтр
8 - Запорный клапан

Легенда

9 - Датчик давления масла F1
10 - Коленвал
11 - Форсунки охлаждения поршней
12 - Распредвал
13 - Вакуумный насос
14 - Турбонагнетатель
15 - Возврат масла

S371_324

Грубая фильтрация

Тонкая фильтрация

Тонкая фильтрация осуществляется при помощи
циклонного маслоотделителя, состоящего в общей
сложности из трех "циклонов". Благодаря форме
"циклона" воздух приходит во вращательное
движение. Из-за возникающей центробежной силы
масляный туман ударяется о стенку
маслоотделителя. Капли масла остаются на стенке
циклонного маслоотделителя и собираются в
емкости для сбора масла.

Циклонный маслоотделитель при работающем
двигателе

"Циклон"

Ёмкость для

сбора масла

Предохранительный
клапан закрыт

Масло

Очищенный воздух к
каналу всасывания

S371_272

Blow-by-газы попадают из картера коленчатого и распределительного валов в маслоотделитель.
Маслоотделитель установлен на крышке ГБЦ. В маслоотделителе большие капли масла собираются на стенках
и скапливаются на днище. Через отверстия в маслоотделителе масло попадает в ГБЦ.

При остановке двигателя открывается
предохранительный клапан воздушной заслонки,
который во время работы двигателя из-за высокого
давления в ГБЦ остается закрытым.
Из емкости масло попадает через ГБЦ назад в
масляный поддон.

Циклонный маслоотделитель при остановке
двигателя

Предохранительный
клапан открыт

S371_274

Blow-by-газы

Volkswagen: Двигатели 2,5л TDI в Crafter. Устройство, принцип действия - часть 1