Volkswagen дизели EA288 экологического класса Евро 6. Устройство и принцип работы

Механическая часть двигателя

Контур системы смазки

Давление масла, требуемое для изменения углового

Система регулирования фаз газораспределения

положения распредвала относительно коленвала,

работает при давлении масла начиная прим.

создаётся масляным насосом. Масляный насос

с 0,5 бар. Каналы для подачи масла к регулятору

может изменять объёмный расход масла

фаз газораспределения прокладываются в корпусе

посредством двух ступеней давления в зависимости

распредвалов при его отливке.

от режимов работы двигателя. Достаточный поток

масла для быстрой работы гидроуправляемой муфты

поворота распредвала при функционировании

масляного насоса на низкой ступени давления

обеспечивается масляным ресивером.

Масляная галерея распредвалов

Подача масла к турбокомпрессору

Масляная галерея

Регулятор фаз газораспределения

гидрокомпенсаторов

Масляный ресивер

Узел масляного

фильтра

Датчик давления

масла F1

Датчик низкого давления

масла F378

S526_017

Форсунки для охлаждения

поршня

Двухступенчатый масляный

насос

Датчик уровня и температуры масла G266

Масляная галерея коленвала

Терморегулирование

Система охлаждения двигателя семейства EA288

Возникающие в двигателе тепловые потоки

управляется системой терморегулирования.

целенаправленно распределяются к компонентам,

включённым в систему охлаждения, в зависимости

Система терморегулирования обеспечивает

от их потребности в тепле. Главным следствием

оптимальное распределение имеющегося тепла

более быстрого прогрева ОЖ и оптимального

двигателя с учётом потребностей в обогреве или

использования вырабатываемого двигателем тепла

охлаждении салона, двигателя и коробки передач.

является уменьшение потерь на внутреннее трение

Благодаря управлению температурой, двигатель

в двигателе, что способствует снижению расхода

быстрее прогревается после холодного пуска.

топлива и уменьшению вредных выбросов. Кроме

того, обеспечивается комфортная климатизация

салона.

Система охлаждения

Для управления распределением тепла в зависимости от потребности вся система охлаждения поделена на три

контура ОЖ.

Микроконтур

Высокотемпературный контур

Низкотемпературный

контур

Условные обозначения

S526_018

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Насос системы охлаждения

Теплообменник отопителя

Интеркулер

Циркуляционный насос отопителя V488

Насос системы охлаждения наддувочного

воздуха V188

Датчик температуры ОЖ G62

Радиатор интеркулера

Термостат

Радиатор ОЖ

Механическая часть двигателя

Общая схема системы охлаждения

S526_019

Условные обозначения

Расширительный бачок ОЖ

Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров

N489

Циркуляционный насос отопителя V488

Насос системы охлаждения

Теплообменник отопителя

Головка блока цилиндров

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Масляный радиатор коробки передач

Датчик температуры ОЖ G62

При выполнении сервисных или

Блок цилиндров

ремонтных работ в системе охлаждения

Термостат

необходимо соблюдать инструкции и

Масляный радиатор двигателя

указания, приведённые в руководстве

Блок дроссельной заслонки J338

по ремонту! Удаление воздуха из системы

Исполнительный электродвигатель системы

охлаждения всегда должно выполняться

рециркуляции ОГ V338

только с помощью диагностического

Радиатор ОЖ

тестера в режиме «Ведомые функции»!

Радиатор интеркулера

Насос системы охлаждения наддувочного воздуха

V188

Интеркулер

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

Микроконтур

При холодном двигателе механический насос

системы охлаждения отключён, циркуляция ОЖ

в блоке цилиндров не происходит. Работает

циркуляционный насос отопителя V488,

и охлаждающая жидкость циркулирует через

следующие компоненты:

• теплообменник отопителя (1);

• радиатор системы рециркуляции ОГ (2);

• ГБЦ (3);

• циркуляционный насос отопителя V488 (4).

S526_064

Высокотемпературный контур

Когда температура ОЖ достигает значения,

говорящего о том, что двигатель достаточно прогрет,

механический насос системы охлаждения остаётся

постоянно включённым. Когда ОЖ нагревается

до свой рабочей температуры, термостат

открывается и включает в контур циркуляции

радиатор ОЖ.

• ГБЦ (1);

• масляный радиатор двигателя (2);

• блок дроссельной заслонки J338 (3);

• исполнительный электродвигатель системы

рециркуляции ОГ V338 (4);

• радиатор ОЖ (5);

S526_065

• насос системы охлаждения (6).

Низкотемпературный контур

Низкотемпературный контур служит для охлаждения

наддувочного воздуха до заданного значения.

Для этого блок управления двигателя активирует насос

системы охлаждения наддувочного воздуха V188 в

необходимой степени в зависимости от температуры

наддувочного воздуха. В низкотемпературный контур

входят следующие компоненты:

• интеркулер (1);

• насос системы охлаждения наддувочного

воздуха V188 (2);

• радиатор интеркулера (3).

S526_066

Система управления двигателя

Общая схема системы

Датчики

Датчик числа оборотов двигателя G28

Датчик 1 давления ОГ

Датчик Холла G40

G450

Датчики положения педали акселератора

G79 и G185

Выключатель стоп-сигналов F

Датчик разности давлений

Концевой выключатель педали тормоза F63

G505

Датчик давления топлива G247

Датчик уровня и

Датчик температуры топлива G81

температуры масла G266

Датчик температуры ОЖ G62

Расходомер воздуха G70

Датчик давления масла F1

Датчик температуры воздуха на впуске G42

Датчик давления масла,

Датчик температуры наддувочного воздуха после

используемый при уменьшении

интеркулера G811

давления масла F378

Датчик положения направляющего аппарата

турбонагнетателя G581

Потенциометр 2 системы

рециркуляции ОГ G466

Датчик давления наддува G31

Датчик давления в камере сгорания цилиндра 3 G679

Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212

Лямбда-зонд G39

Лямбда-зонд после нейтрализатора G130

Датчик температуры ОГ 1 G235

Датчик температуры ОГ 2 G448

Датчик температуры ОГ 3 G495

Датчик температуры ОГ 4 G648

Исполнительные механизмы

Контрольная лампа системы

Блок управления топливного насоса J538

предварительного накаливания K29

Подкачивающий топливный насос G6

Форсунки цилиндров 1-4

Лампа Check Engine K83

N30, N31, N32, N33

Контрольная лампа

сажевого фильтра

Клапан дозирования топлива N290

K231

Регулятор давления топлива N276

Электромагнитный клапан ограничения

давления наддува N75

Блок дроссельной заслонки J338

Блок управления комбинации

приборов J285

Исполнительный электродвигатель системы

рециркуляции ОГ V338

Исполнительный электродвигатель 2 системы

рециркуляции ОГ V339

Блок заслонки ОГ J883

Клапан 1 регулятора фаз

Диагностический

газораспределения N205

интерфейс шин данных

J533

Клапан контура ОЖ головки блока

цилиндров N489

Диагностический

Насос системы охлаждения наддувочного

разъём

воздуха V188

Циркуляционный насос отопителя V488

Клапан регулирования давления масла N428

Блок управления

двигателя J623

Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19

Нагревательный резистор системы

вентиляции картера двигателя N79

Блок управления свечей накаливания J179

Свечи накаливания 1-4 Q10, Q11, Q12, Q13

S526_022

Система управления двигателя

Система управления впускного и выпускного трактов

Будущие более строгие требования по

Система определяет все значения давления,

нейтрализации ОГ делают необходимым

температуры, массового расхода на впуске, в тракте

расширение возможностей управления процессами

наддувочного воздуха и в системе выпуска ОГ

во впускном и выпускном трактах двигателя.

двигателя. Эти значения используются затем для

В дизельных двигателях семейства EA288 частью

регулирования давления наддува, наполнения

системы управления двигателя является система

цилиндров и степени рециркуляции ОГ. Применение

управления впускного и выпускного трактов. Система

цифровой модели позволяет сложной системе

управления впускного и выпускного трактов

базируется на цифровой модели, позволяющей

двигателя с большим количеством исполнительных

рассчитывать состояния во впускном/выпускном

механизмов обходиться ограниченным набором

тракте во всех режимах работы двигателя.

датчиков.

Условные обозначения

Датчик температуры воздуха на впуске G42

Cажевый фильтр

Интеркулер

Датчик разности давлений G505

Датчик температуры наддувочного воздуха после

Датчик температуры ОГ 4 G648

интеркулера G811

Лямбда-зонд после нейтрализатора G130

Датчик Холла G40

Блок заслонки ОГ J883

Датчик температуры ОГ 3 G495

Датчик 1 давления ОГ G450

Окислительный нейтрализатор

Исполнительный электродвигатель 2 системы

Лямбда-зонд G39

рециркуляции ОГ V339

Датчик температуры ОГ 1 G235

Насосная секция турбонагнетателя

Турбина с переменной геометрией

Расходомер воздуха G70

Датчик температуры ОГ 2 G448

Клапан 1 регулятора фаз газораспределения N205

Электромагнитный клапан ограничения давления

Исполнительный электродвигатель системы

наддува N75

рециркуляции ОГ V338

Датчик положения направляющего аппарата

Блок дроссельной заслонки J338

турбонагнетателя G581

Датчик давления наддува G31

Радиатор системы рециркуляции ОГ

S526_026

Система управления двигателя

Двухконтурная система рециркуляции ОГ

Двигатель EA288 Евро 6 оснащается системой рециркуляции ОГ с контурами высокого и низкого давления.

Контур рециркуляции ОГ высокого давления

Контур рециркуляции ОГ низкого давления

Впускной коллектор с интеркулером

Исполнительный электродвигатель 2

системы рециркуляции ОГ V339

S526_048

S526_049

Исполнительный

электродвигатель

системы рециркуляции

ОГ V338

Радиатор контура

Рециркуляция ОГ

Канал рециркуляции ОГ

рециркуляции ОГ низкого

низкого давления

высокого давления в ГБЦ

давления

Рециркуляция ОГ высокого давления

При рециркуляции ОГ высокого давления

Благодаря этому увеличивается температура ОГ,

рециркулируемые ОГ подаются без охлаждения

в результате чего окислительный нейтрализатор

от выпускного коллектора через канал в ГБЦ

и накопительный нейтрализатор NOx быстрее

и исполнительный электродвигатель рециркуляции

прогреваются до своей рабочей температуры. Если

ОГ V338 в распределительный канал во впускном

это необходимо, в ходе работы двигателя на низких

коллекторе. Рециркуляция ОГ высокого давления

оборотах при небольшой нагрузке ОГ могут

происходит только в фазе прогрева двигателя после

подмешиваться через контур рециркуляции высокого

холодного пуска. Она повышает температуру

давления. Это предотвращает охлаждение

впускаемого воздуха и улучшает процесс сгорания.

компонентов нейтрализации ОГ при прогретом

до рабочей температуры двигателе.

Принцип действия

S526_024

Условные обозначения

Блок дроссельной заслонки J338

Турбонагнетатель

Исполнительный электродвигатель системы

Сажевый фильтр

рециркуляции ОГ V338

Клапан рециркуляции ОГ 1 GX5

В состав клапана рециркуляции ОГ 1 GX5 входят исполнительный электродвигатель системы рециркуляции

ОГ V338 и потенциометр системы рециркуляции ОГ G212.

Исполнительный электродвигатель системы рециркуляции ОГ V338

Исполнительный электродвигатель системы

Для защиты от высоких температур он включён

рециркуляции ОГ V338 управляется ШИМ-сигналом

в контур системы охлаждения двигателя.

от блока управления двигателя и воздействует через

механизм привода на подъёмный клапан.

Изменением положения подъёмного клапана

Последствия при выходе из строя

регулируется поток рециркулируемых ОГ в контуре

рециркуляции ОГ высокого давления. Блок

При выходе исполнительного электродвигателя

управления двигателя регистрирует фактическое

системы рециркуляции ОГ V338 из строя

положение подъёмного клапана с помощью

рециркуляция ОГ высокого давления

установленного в исполнительном электродвигателе

не выполняется.

потенциометра.

Исполнительный электродвигатель системы

рециркуляции ОГ V338 закреплён винтами на

впускном коллекторе.

Система управления двигателя

Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212

Использование сигнала

Последствия отсутствия сигнала

Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212

При отсутствии сигнала потенциометра

встроен в клапан рециркуляции ОГ 1 GX5.

рециркуляции ОГ G212 рециркуляция ОГ высокого

Посредством сигнала потенциометра определяется

давления деактивируется.

положение исполнительного электродвигателя

системы рециркуляции ОГ V338 и тем самым

подъёмного клапана. Эту информацию блок

управления двигателя использует при расчёте

и регулировании количества ОГ, рециркулируемых

через контур высокого давления.

Распределительный канал контура рециркуляции ОГ высокого давления во впускном

коллекторе

Во впускном коллекторе предусмотрен распределительный канал для рециркулируемых ОГ контура высокого

давления. Выходные отверстия этого канала имеют разный диаметр для различных цилиндров для как можно

более равномерного распределения рециркулируемых ОГ по всем цилиндрам.

Распределительный канал

Впускной коллектор с интеркулером

с выпускными отверстиями

Всасываемый воздух

Поступающие по системе рециркуляции

S526_050

отработавшие газы

Исполнительный электродвигатель системы рециркуляции ОГ V338

Контур рециркуляции ОГ низкого давления

Рециркуляция ОГ низкого давления служит для

двигателя, проходят через радиатор системы

уменьшения образования оксидов азота при

рециркуляции и заслонку рециркуляции ОГ,

сгорании топлива. Система перенята от двигателя

управляемую исполнительным электродвигателем 2

EA288 Евро 5 и активна практически во всех

системы рециркуляции ОГ V339, и далее

режимах работы двигателя. При рециркуляции ОГ

направляются во впускной тракт непосредственно

низкого давления отработавшие газы забираются

перед турбонагнетателем.

после сажевого фильтра, расположенного около

Преимущества по сравнению с системой рециркуляции ОГ высокого давления:

• ОГ имеют меньшую температуру и не содержат сажевых частиц.

• Через турбинную секцию турбонагнетателя проходит весь поток ОГ целиком. В результате улучшается

реакция турбонагнетателя. Становится возможным обеспечение высоких давлений наддува прежде всего

в режимах частичной нагрузки.

• Радиатор системы рециркуляции ОГ не загрязняется сажей, так как для рециркуляции отводятся ОГ,

прошедшие через сажевый фильтр.

Принцип действия

S526_051

Условные обозначения

Блок дроссельной заслонки J338

Блок заслонки ОГ J883

Турбонагнетатель

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Сажевый фильтр

Исполнительный электродвигатель 2 системы

рециркуляции ОГ V339

Управление рециркуляцией ОГ

Регулирование интенсивности рециркуляции ОГ

Необходимая степень открытия или закрытия

в зависимости от режима работы двигателя

регулирующих заслонок рассчитывается на основе

в системе рециркуляции ОГ низкого давления

цифровой модели в системе управления впускного

производится блоком заслонки ОГ и исполнительным

и выпускного трактов по заданным значениям

электродвигателем системы рециркуляции ОГ.

наполнения цилиндров, давления наддува и степени

рециркуляции ОГ параметрического поля.

Система управления двигателя

Модуль рециркуляции ОГ

Модуль рециркуляции ОГ контура рециркуляции ОГ низкого давления состоит из радиатора системы

рециркуляции ОГ и исполнительного электродвигателя 2 системы рециркуляции ОГ V339. Модуль расположен

между сажевым фильтром и турбонагнетателем. За счёт близкого расположения к двигателю и компактной

конструкции потери скорости потока в тракте рециркуляции ОГ невелики.

Сажевый фильтр

Исполнительный электродвигатель 2

системы рециркуляции ОГ V339

S526_052

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Фильтрующий элемент

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Фильтрующий элемент

Все рециркулируемые ОГ проходят через радиатор

В корпусе сажевого фильтра между сажевым

системы рециркуляции ОГ. Более низкая

фильтром и радиатором системы рециркуляции ОГ

температура ОГ позволяет подмешивать

расположен фильтрующий элемент из волокон

к всасываемому в цилиндры воздуху большее

нержавеющей стали. Фильтрующий элемент

количество ОГ. Кроме того, при такой схеме

препятствует попаданию остаточных загрязняющих

компоненты в тракте наддувочного воздуха

частиц из выпускного тракта в турбонагнетатель.

защищены от слишком горячих ОГ.

Исполнительный электродвигатель 2 системы рециркуляции ОГ V339

Исполнительный электродвигатель 2 системы

Разница давлений определяет интенсивность

рециркуляции ОГ V339 управляется ШИМ-сигналом

рециркуляции ОГ. Интенсивность рециркуляции ОГ

от БУ двигателя и изменяет положение дроссельной

тем выше, чем больше разница давлений. Поскольку

заслонки рециркуляции ОГ. Положением этой

при работе двигателя с высокими нагрузками

дроссельной заслонки в сочетании с положением

разница давлений может быть очень велика, в таких

заслонки ОГ в блоке заслонки ОГ регулируется

режимах интенсивность рециркуляции ОГ

разность давлений между выпускным и впускным

ограничивается заслонкой рециркуляции ОГ,

трактами.

приводимой исполнительным электродвигателем.

Заслонка ОГ остаётся при этом полностью открытой.

Последствия при выходе из строя

При выходе исполнительного электродвигателя 2 системы рециркуляции ОГ V339 из строя дроссельная

заслонка рециркуляции ОГ закрывается пружиной. Рециркуляция ОГ больше не происходит.

Потенциометр 2 системы рециркуляции ОГ G466

Использование сигнала

Последствия при выходе из строя

Потенциометр 2 системы рециркуляции ОГ G466

При отсутствии сигнала потенциометра 2 системы

установлен в исполнительном электродвигателе 2

рециркуляции ОГ G466 рециркуляция ОГ

системы рециркуляции ОГ V339.

не производится. Исполнительный

По сигналу этого потенциометра определяется

электродвигатель 2 системы рециркуляции ОГ V339

положение исполнительного электродвигателя 2

больше не приводится в действие блоком

системы рециркуляции ОГ V339. Эту информацию

управления двигателя, заслонка рециркуляции ОГ

блок управления двигателя использует при расчёте

закрывается под воздействием пружины.

и регулировании количества рециркулируемых ОГ.

Система управления двигателя

Блок заслонки ОГ J883

Блок заслонки ОГ J883 состоит из дроссельной заслонки и её электропривода. Блок установлен в системе

выпуска ОГ за сажевым фильтром (в направлении потока ОГ). С помощью блока заслонки ОГ J883 можно

дросселировать поток ОГ и тем самым регулировать интенсивность рециркуляции ОГ. Для этого блок управления

двигателя подаёт в блок заслонки ОГ ШИМ-сигнал.

Окислительный нейтрализатор

Блок заслонки ОГ J883

Сажевый фильтр

Сильфон

Радиатор контура

рециркуляции ОГ

S526_053

низкого давления

Принцип действия

Благодаря разнице давлений перед насосной

Благодаря этому избыточному давлению,

секцией турбонагнетателя и за сажевым фильтром,

увеличивается падение давления после модуля

в контуре рециркуляции ОГ низкого давления

рециркуляции ОГ перед насосной секцией

в широком параметрическом поле величина падения

турбонагнетателя. За счёт этого возможность

давления достаточна, чтобы обеспечить требуемую

достаточно интенсивной рециркуляции ОГ

степень рециркуляции ОГ. В режимах, когда разница

обеспечивается во всём параметрическом поле.

давлений оказывается недостаточной, необходимый

перепад давлений достигается посредством

активации заслонки системы выпуска ОГ. Заслонка

Последствия при выходе из строя

ОГ при этом дросселирует весь поток ОГ, выходящих

из сажевого фильтра. В результате давление ОГ

перед заслонкой становится примерно на 10 мбар

При выходе блока заслонки ОГ J883 из строя

выше, чем после заслонки.

заслонка ОГ перемещается пружиной в положение

«открыто». В этом случае рециркуляция ОГ

не производится.

Накопительный нейтрализатор оксидов азота

Модуль нейтрализации ОГ

Для соблюдения требований экологического класса

В качестве входных параметров в цифровой модели

Евро 6 в части предельных значений содержания

используются данные от датчиков температуры ОГ

оксидов азота двигатель EA288 Евро 6 оснащается

и лямбда-зондов. Сажевый фильтр выполняет также

накопительным нейтрализатором NOx. Для

функцию нейтрализатора для сероводорода,

выделения оксидов азота из отработавших газов

образующегося при удалении серы из

окислительный нейтрализатор, помимо платины,

накопительного нейтрализатора NOx. Для этого

палладия и родия, имеет также покрытие из оксида

в сажевом фильтре имеется покрытие из оксида

бария и одновременно является накопительным

металла.

каталитическим нейтрализатором NOx. В блоке

управления двигателя заложена цифровая модель,

на основании которой учитываются накапливаемые

оксиды азота и выполняется регенерация

накопительного нейтрализатора NOx.

Датчик температуры ОГ 2 G448

Лямбда-зонд G39

Окислительный нейтрализатор

и накопительный нейтрализатор NOx

Датчик температуры ОГ 3 G495

Датчик температуры ОГ 1 G235

Датчик температуры ОГ 4 G648

S526_025

Лямбда-зонд после

Сажевый фильтр с покрытием для

нейтрализатора G130

задерживания сероводорода

Система управления двигателя

Принцип действия

Оксиды азота

Диоксид азота (NO2)

Накопление оксидов азота

(NOx)

В накопительном нейтрализаторе NOx имеется

покрытие из оксида бария, в котором улавливаются

Оксид

Нитрат

Платина (Pt)

бария

и временно накапливаются содержащиеся в ОГ

(Ba(NO3)2)

(BaO)

оксиды азота. Это происходит преимущественно при

работе двигателя на бедной смеси ( > 1) при

Накопление при λ > 1

температурах ОГ в диапазоне 220-450 °C.

Поскольку оксид бария может накапливать только

S526_028

диоксид азота (NO2), оксиды азота сначала

окисляются на платиновом покрытии до диоксида

азота и только после этого вступают в реакцию

с оксидом бария с образованием нитрата бария.

Удаление оксидов азота (регенерация)

Когда способность накопительного нейтрализатора

Диоксид углерода (CO2)

Диоксид

Оксид азота (NOx)

углерода (CO2)

NOx воспринимать оксиды азота исчерпывается, блок

Азот (N2)

Монооксид

управления двигателя инициирует процесс его

углерода (CO)

Монооксид

углерода (CO)

регенерации. Регенерация накопительного

нейтрализатора NOx может выполняться только

при работе двигателя на богатой смеси ( < 1).

Нитрат бария

Оксид

Платина (Pt)

(Ba(NO3)2)

бария

В показанном примере оксиды азота удаляются

Родий (Rh)

(BaO)

в результате взаимодействия с молекулами

монооксида углерода, в избытке имеющимися в ОГ.

При этом сначала монооксид углерода

Регенерация при λ > 1

восстанавливает нитрат бария до оксида бария,

побочными продуктами чего становятся диоксид

S526_029

углерода и монооксид азота. Благодаря наличию в

накопительном нейтрализаторе NOx катализаторов

родия и платины, оксиды азота восстанавливаются

до азота. Монооксид углерода окисляется до

диоксида углерода. Процедура регенерации

(удаления оксидов азота) длится менее 7 с.

Изменение параметров впрыска топлива для реализации режима богатой смеси

Основной впрыск

Для реализации режима богатой смеси выполняется

Предварительные

Добавочные

до 6 отдельных впрысков топлива. При этом моменты

впрыски

основного и предварительного впрысков смещаются

в сторону «рано». Одновременно с этим первый

добавочный впрыск топлива смещается в сторону

«поздно» и уменьшается поступление воздуха.

° поворота коленвала

Режим  < 1

Обычный режим

S526_060

Volkswagen дизели EA288 экологического класса Евро 6. Устройство и принцип работы - часть 2