Volkswagen двигатель TDI 2,8 л с системой впрыска Common Rail. Устройство и принцип работы

Введение

Применявшаяся ранее на 2,8-литровом дизеле

с турбонаддувом (модели AGK/ATA) система

впрыска топлива с распределительным насосом

высокого давления заменена современной

системой Common Rail. Однако, для этого

потребовалось ввести некоторые изменения

в конструкцию двигателя и согласовать его

регулировочные параметры.

Модернизированный двигатель получил

обозначение AUH.

266_033

Так как форсунки включаются с

частотой порядка 100 Гц, лицам

с стимуляторами сердечной

деятельности не разрешается

наклоняться над работающим

двигателем.

Техническая характеристика

Модель двигателя

AUH

Тип двигателя

Четырехцилиндровый

рядный дизель с

турбонаддувом

Рабочий объем

2798 см3

Внешняя скоростная характеристика

Максимальная мощность

116 кВт (158 л. с.) при 3500

500

125

об/мин

Диаметр цилиндра

93 мм

400

100

Ход поршня

103 мм

Степень сжатия

18,5

300

Максимальный крутящий

331 Н·м при 1800 ... 3000

момент

об/мин

200

Системы впрыска и

Непосредственный впрыск

управления

посредством системы

Common Rail с насосом

высокого давления Bosch CP

3.3

100

Система наддува

Регулируемый

турбокомпрессор с

охладителем наддувочного

1000

2000

3000

4000

воздуха

Частота вращения, об/мин

Топливо

Дизельное топливо с

266_003

цетановым числом не

менее 49 или метиловый

эфир рапсового масла

(биодизель)

Соответствие нормам

Евро 3

токсичности

Агрегаты и механизмы двигателя

Изменения, внесенные в конструкцию

двигателя TDI (AGK/ATA) рабочим объемом

2,8 л

В связи с оснащением двигателя системой впрыска

Common Rail были внесены определенные изменения

в его конструкцию и произведено соответствующее

согласование регулировочных параметров.

Обзор наиболее существенных изменений

конструкции

Топливный аккумулятор (Rail),

служащий для подвода топлива к

форсункам

Регулируемый турбокомпрессор

Улучшенная ременная передача

Агрегаты и механизмы двигателя

Распределительный механизм

Привод распределительного вала

Все шестерни косозубые, с уменьшенным до 30

осуществляется от коленчатого вала через ряд

углом наклона.

промежуточных шестерен.

По сравнению с применявшимся ранее углом

наклона 150 это мероприятие позволило

Через шестерни приводятся также насос

существенно снизить действующие в приводе

охлаждающей жидкости, насос высокого

аксиальные силы.

давления системы Common Rail и блок

гидронасоса и вакуумного насоса.

Шестерня распределительного вала

Регулировочный рычаг

Первая промежуточная

Вторая промежуточная

шестерня привода

шестерня распредвала

распределительного вала

Шестерня привода

насоса высокого давления

Шестерня привода насоса

системы Common Rail

охлаждающей жидкости

Первая от коленчатого вала

промежуточная шестерня

Шестерня привода

блока гидронасоса

Корпус распределительного

и вакуумного

механизма

насоса

Промежуточная шестерня

Шестерня коленчатого вала

266_034

Первым считается цилиндр,

расположенный со стороны

маховика, так как с этой стороны

двигателя находится также привод

распределительного вала.

Регулировка бокового зазора в зацеплении зубьев

Конструкцией двигателя предусмотрена

В зацеплениях других шестерен боковой

регулировка бокового зазора в зацеплении

зазор может быть только измерен.

промежуточных шестерен привода

распределительного вала.

Шестерня распределительного вала

Регулировочный рычаг

Болт регулировочной

опоры

Вторая промежуточная

Первая промежуточная

шестерня распредели-

шестерня привода

тельного вала

распределительного вала

266_068

При проверке боковых зазоров в первую

Чтобы отрегулировать боковой зазор,

очередь необходимо измерить боковой

необходимо сначала отпустить (но не

зазор между зубьями первой и второй

выворачивать!) болт регулировочной опоры.

промежуточных шестерен привода

распределительного вала.

Затем можно отрегулировать зазор смещением

регулировочного рычага (по стрелке).

Затем следует измерить боковой зазор между

зубьями второй промежуточной шестерни и

После регулировки необходимо вновь затянуть

шестерни распределительного вала.

болт регулировочной опоры.

Подробное описание измерения

и регулировки бокового зазора

в зубьях шестерен можно найти

в «Руководстве по ремонту

автомобиля».

Агрегаты и механизмы двигателя

Блок гидронасоса с вакуумным насосом

Ввиду постоянно увеличивающегося числа

Поэтому на двигателе объемом 2,8 л с

вспомогательных агрегатов двигателя

системой впрыска Common Rail гидронасос

усложняются приводы посредством

усилителя руля и вакуумный насос были

ременных и зубчатых передач.

объединены в общий блок.

Вакуумный насос

Гидронасос усилителя руля

266_041

Корпуса вакуумного насоса и гидронасоса

Привод обоих насосов осуществляется через

усилителя руля образуют единый блок.

общий вал, приводимый через зубчатую

Этот блок, установленный на промежуточном

передачу двигателя.

фланце крышки распределительного

механизма, получил название тандем-насоса.

ɨɝɪɨɦɧɵɣ ɚɪɯɢɜ ɞɨɤɭɦɟɧɬɚɰɢɢ ɩɨ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹɦ Volkswagen, Skoda, Seat, Audi

Гидронасос усилителя руля

Гидронасос

усилителя руля

Гидронасос усилителя руля находится

в передней части тандем-насоса

(непосредственно у шестерни

распределительного механизма).

Устройство насоса

В корпусе насоса вращается ротор с десятью

перемещающимися в нем пластинами.

266_043

Ротор установлен на валу насоса.

Он вращается вместе с пластинами в рабочей

полости насоса.

Ведомая шестерня

распределительного

В передней части корпуса насоса выполнены

Ротор Подшипник

механизма

впускной и нагнетательный каналы,

соединенные с соответствующими штуцерами.

Принцип действия насоса

Масло поступает во внутреннюю полость

насоса через впускной штуцер и соединенные

с ним каналы.

Нагнетательный

При вращении ротора установленные в

штуцер

266_044

Впускной штуцер

нем пластины отжимаются наружу, образуя

замкнутые камеры. Объем этих камер

изменяется в процессе поворота ротора.

Ротор с пластинами

При увеличении объема камеры в ней

Впускной

штуцер

возникает разрежение, под действием

которого происходит всасывание масла. Затем

масло перемещается на сторону нагнетания.

На стороне нагнетания происходит

уменьшение объема камеры, обусловленное

формой корпуса. В результате давление

масла в камере повышается. Находящееся под

давлением масло перемещается к выпускным

Впускной канал

каналам и вытесняется из камер в направлении

нагнетательного штуцера.

266_046

Нагнетательный штуцер

Агрегаты и механизмы двигателя

Вакуумный насос

Вакуумный насос находится в задней части

тандем-насоса.

Этот насос создает разрежение,

используемое для привода вакуумного

усилителя тормозов и управления агрегатами

двигателя.

Устройство насоса

Вакуумный насос содержит ротор,

установленный эксцентрично относительно

его корпуса, и перемещающуюся в нем

пластмассовую лопатку.

266_042

Смазка вала насоса обеспечивается маслом,

подаваемым через штуцер насоса под

давлением из системы смазки двигателя.

Вакуумный штуцер

Штуцер для подвода масла

Клапан

Принцип действия

При вращении ротора и перемещении в нем

лопатки изменяются объемы двух камер,

образующих полость насоса.

Воздух поступает в камеры в результате

увеличения их объема.

При дальнейшем повороте ротора лопатка

изолирует одну их камер, а в результате

уменьшения ее объема происходит сжатие

266_045

Штуцер для отвода Ротор с лопаткой

поступившего в нее воздуха.

смеси воздуха с

Этот воздух выпускается далее через клапан в

маслом

картер двигателя. Одновременно увеличивается

объем камеры, расположенной на стороне

впуска.

Штуцер для

Лопатка

подвода масла

Использованное смазочное масло

выбрасывается вместе с воздухом в картер

двигателя.

Первая и вторая

Вакуумный

камеры

штуцер

Ротор

266_047

Проставка впускного коллектора

Чтобы освободить место для размещения

Уплотнение проставки со стороны двигателя

аккумулятора системы впрыска Common

производится с помощью герметика Loctite

Rail, между головкой цилиндров и впускным

5182, а со стороны впускного коллектора -

коллектором была установлена проставка.

посредством прокладки из мягкого материала.

Проставка и впускной коллектор

притягиваются к головке цилиндров общими

болтами.

Впускной коллектор

Проставка

Уплотнительная

поверхность,

обращенная к

головке цилиндров

(покрыта

Прокладка из мягкого

герметиком Loctite)

материала

266_048

Ременная передача

Пружинный натяжитель с

Промежуточный ролик

фрикционным демпфером

Следующая новая разработка касается

ременной передачи двигателя.

Особое внимание должно уделяться

надежности ременной передачи, которая

используется для привода многочисленных

вспомогательных агрегатов. Поэтому

применявшийся прежде гидронатяжитель был

заменен вновь разработанным пружинным

натяжителем с фрикционным демпфером.

Генератор

Этот натяжитель позволил найти оптимальное

Шкив вентилятора

решение, повысившее надежность и

долговечность ременной передачи.

266_081

Гаситель крутильных

колебаний коленчатого

вала

Агрегаты и механизмы двигателя

Регулируемый

турбокомпрессор

Другой новой разработкой для 2,8-литрового

двигателя с системой впрыска Common

Rail был турбокомпрессор с регулируемым

направляющим аппаратом турбины.

К преимуществам турбокомпрессора этого

типа относится создание оптимального

давления наддува в широком диапазоне

скоростных режимов двигателя. Благодаря

этому достигается повышение эффективности

горения топлива. Помимо этого снижается

противодавление при повышенных частотах

вращения вала двигателя и повышается его

мощность в диапазоне низких частот вращения

вала.

Эти преимущества проявились в снижении

выбросов вредных веществ с отработавшими

газами и уменьшении расхода топлива по

266_060

сравнению с двигателем предшествующей

модели.

Конструкция и принцип действия

Через расположенные кольцеобразно

нового турбокомпрессора описаны

вокруг турбинного колеса лопатки постоянно

в Программе самообучения 190

проходит весь поток отработавших газов,

«Регулируемый турбокомпрессор».

направляемый на турбинное колесо.

Поворотом лопаток достигается изменение

скорости и направления этого потока. Лопатки

поворачиваются посредством управляющего

механизма, на который действует вакуумный

привод. Управление вакуумным приводом

производится с помощью электромагнитного

клапана ограничения давления наддува N75.

Кольцо механизма

управления

Тяга вакуумного

привода

Направляющие

лопатки

Рычаги механизма

управления

Турбинное колесо

266_063

Система впрыска Common Rail

Общие сведения

Система Common Rail - это предназначенная

Необходимая для впрыска подача топлива под

для дизелей система впрыска топлива под

высоким давлением производится специальным

высоким давлением. Ее называют также

насосом высокого давления. Топливо

аккумуляторной системой впрыска.

накапливается в аккумуляторе высокого

давления, из которого оно подводится через

Понятие «Common Rail» означает дословно

короткие трубопроводы к форсункам.

«общая направляющая», под которой

подразумевается общий для всех форсунок

К премуществам системы Common Rail

топливный аккумулятор высокого давления.

относятся:

В этой системе разделены процессы подачи

- практически свободный выбор давления

топлива под высоким давлением и процессы

впрыскивания для каждого режима работы

впрыска.

двигателя,

- возможность впрыска топлива под высоким

давлением при низких частотах вращения

вала двигателя и при частичных нагрузках,

- управляемое начало впрыска с подачей

предварительной дозы, отделенной от

основной порции топлива.

Форсунки

Датчик давления

топлива G247

Предохранительный

клапан

Аккумулятор

высокого

давления

Клапан регулятора

давления N276

Насос высокого

давления

266_050

Контур высокого давления

Шестеренный насос

Контур низкого давления

Система впрыска Common Rail

Топливная система

Топливная система состоит из двух контуров:

- контура низкого давления,

- контура высокого давления,

включающего электронасос в топливном баке,

включающего насос высокого давления,

компенсационный бачок, топливный фильтр и

аккумулятор (Rail), форсунки и

шестеренный насос, и

предохранительный клапан.

Магистраль подвода топлива

Шестеренный

насос

Обратный

клапан

Клапан регулятора

давления N276

Насос высокого давления

Нагревательный

Компенсационный бачок

элемент в

топливном

Сливная магистраль

фильтре

Контур высокого давления

Контур низкого давления

Топливный фильтр

Топливный бак

Электронасос

Включенные в контур низкого давления

Этот насос подает топливо в аккумулятор

электронасос и шестеренный насос

(Rail) под высоким давлением, необходимым

обеспечивают подачу топлива из бака через

для впрыска топлива.

компенсационный бачок и фильтр к насосу

Из аккумулятора высокого давления топливо

высокого давления.

поступает к форсункам, через которые оно

впрыскивается в камеры сгорания двигателя.

Сливная магистраль

Датчик давления топлива G247

Аккумулятор высокого давления (Rail)

Предохранительный

клапан

266_025

Форсунка четвертого цилиндра Форсунка третьего

Форсунка второго

Форсунка первого

цилиндра

Система впрыска Common Rail

Система подачи топлива

Электронасос G6

Подача топлива

Слив топлива

к двигателю

Электронасос расположен в топливном баке.

Он обеспечивает на всех режимах работы

двигателя досаточную подачу топлива к

шестеренному насосу, находящемуся в корпусе

насоса высокого давления.

Принцип действия

При включении зажигания блок управления

топливной системой дизеля включает

электронасос посредством его реле.

После этого насос работает в течение 3

секунд, создавая предварительное давление в

топливной системе.

После пуска двигателя этот насос работает

постоянно, подавая топливо в контур низкого

давления.

266_102

Топливный бак

Струйный насос

Топливо засасывается из бака через приемный

фильтр. Проходящее через крышку насоса

топливо разделяется на два потока.

Емкость электронасоса

Одна его часть поступает к шестеренному

насосу, а другая обеспечивает работу струйного

насоса.

Струйный насос служит для забора топлива из

бака и подаче его в емкость электронасоса.

Компенсационный бачок

Подаваемое электронасосом топливо

поступает в компенсационный бачок. Из него

топливо направляется к шестеренному насосу.

Компенсационный бачок служит для

стабилизации давления топлива на входе

шестеренного насоса на всех режимах работы

двигателя.

Тройник

266_090

Компенсационный

бачок

Принцип действия

Подаваемое электронасосом топливо

поступает в компенсационный бачок. Из

него оно направляется к шестеренному

Слив

К шестеренному насосу

насосу. Чтобы сгладить колебания давления,

избыточное топливо направляется из

компенсационного бачка через тройник на

слив.

В тройнике смешивается топливо,

возвращаемое от двигателя, и топливо,

поступающее из компенсационного бачка.

Благодаря этому производится охлаждение

возвращаемого в бак топлива.

Топливо от

266_099

электронасоса

Volkswagen двигатель TDI 2,8 л с системой впрыска Common Rail. Устройство и принцип работы - часть 1