Volkswagen 3-цилиндровый двигатель 1,4 л TDI (семейства EA288). Устройство и принцип работы

Введение

Трёхцилиндровый двигатель 1,4 л TDI

Новый трёхцилиндровый двигатель TDI с рабочим объёмом 1,4 л входит в семейство дизельных

двигателей EA288.

При его создании наибольшее внимание уделялось уменьшению массы двигателя, обеспечению низкого

расхода топлива и хороших характеристик мощности и крутящего момента. Увеличение мощности с 55 кВт

до 66 кВт и 77 кВт реализуется программно, с помощью нового ПО в блоке управления двигателя.

На двигателе мощностью 77 кВт устанавливается, кроме того, турбонагнетатель большего размера.

Особенности конструкции

алюминиевый блок цилиндров;

блок балансирного вала со встроенными в него масляным и вакуумным насосами;

впускной коллектор с заслонками;

интеркулер с жидкостным охлаждением;

отключаемый насос системы охлаждения;

двухконтурная система рециркуляции ОГ (контуры высокого и низкого давления);

система впрыска с максимальным давлением впрыска до 2000 бар.

s534_011

Технические характеристики

Буквенное обозначение двигателя

CUSA

CUSB

CUTA

Конструктивное исполнение

Рядный трёхцилиндровый двигатель

Рабочий объём

1422 см3

Диаметр цилиндра

79,5 мм

Ход поршня

95,5 мм

Кол во клапанов на цилиндр

Степень сжатия

16,2 : 1

Порядок работы цилиндров

1 - 2 - 3

Макс. мощность

55 кВт при

66 кВт при

77 кВт при

3000-3750 об/мин

3000-3250 об/мин

3500-3750 об/мин

Макс. крутящий момент

210 Н·м при

230 Н·м при

250 Н·м при

1500-2000 об/мин

1750-2500 об/мин

Система управления двигателя

Delphi DCM 6.2

Топливо

Дизельное топливо согласно DIN EN 590

Нейтрализация ОГ

Двухконтурная система рециркуляции ОГ, окислительный и

накопительный (NOx) нейтрализаторы, сажевый фильтр

Экологический класс

Евро 6

Внешняя скоростная характеристика

Н·м

кВт

250

200

150

100

Двигатель 1,4 л 55 кВт TDI

Двигатель 1,4 л 66 кВт TDI

Двигатель 1,4 л 77 кВт TDI

1000

2000

3000

4000

5000

об/мин

s534_069

Механическая часть двигателя

Блок цилиндров

Блок цилиндров этого двигателя изготавливается из алюминиевого сплава методом литья под давлением, что

обеспечивает уменьшение массы двигателя. Замена чугунного блока цилиндров алюминиевым позволила

сократить массу на 11 кг по сравнению с трёхцилиндровым двигателем 1,2 л TDI. Гильзы цилиндров, ввиду

высокой нагрузки на них, изготавливаются из серого чугуна и устанавливаются в блок цилиндров термическим

способом в процессе производства. Для этого блок цилиндров нагревается, а гильзы цилиндров сильно

охлаждаются.

Схема с глубоко расположенной резьбой и длинными болтами крепления ГБЦ заимствована

у четырёхцилиндровых двигателей семейства EA288. Благодаря ей, усилия от болтов лучше

перераспределяются в структуре блока цилиндров, а также достигается более равномерное прижимающее

усилие прокладки ГБЦ по всему её периметру.

Гильзы цилиндров из серого чугуна

(устанавливаются термическим методом)

Длинные болты ГБЦ и глубоко

расположенная резьба в блоке

цилиндров

Блок цилиндров из алюминиевого

сплава (литьё под давлением)

s534_012

Ввиду очень малой толщины стенок гильз цилиндров, их ремонт невозможен.

Кривошипно шатунный механизм

Коленчатый вал

Вследствие высоких нагрузок, используется

Коленчатый вал можно снимать

четырёхопорный стальной кованый коленчатый вал.

и устанавливать. Соблюдайте

На коленчатом валу имеется два противовеса

соответствующие указания,

для компенсации центробежных сил инерции.

приведённые в руководстве по ремонту.

Со стороны цилиндра 1 на коленчатый вал

напрессована горячим методом шестерня

для привода блока балансирного вала.

Шатунно поршневая группа

Поршни изготавливаются из алюминия и имеют расположенную в центре днища камеру сгорания.

Поршни охлаждаются разбрызгиванием на них масла из форсунок. Форсунки охлаждения поршней

впрыскивают масло в охлаждающий канал в поршне, где оно обеспечивает охлаждение зоны поршневых

колец. Шатуны имеют трапециевидную верхнюю головку и отделяемую отламыванием крышку нижней

головки.

Алюминиевые поршни

с расположенной в центре днища

камерой сгорания

Шатун

Форсунки охлаждения поршней

Стальной коленчатый вал

Зубчатое колесо для привода

блока балансирного вала

s534_061

Шкив зубчатого ремня

привода ГРМ

Механическая часть двигателя

Головка блока цилиндров

ГБЦ 3 цилиндрового двигателя TDI изготавливается из алюминия и во многом аналогична головке

4 цилиндровых двигателей семейства EA288. Для лучшего нагрева и охлаждения рубашка охлаждения

в ГБЦ разделена на две части: верхнюю и нижнюю.

Особенности конструкции

ГБЦ из алюминия;

поперечный проток ОЖ;

две части рубашки охлаждения: верхняя и нижняя;

4 клапана на цилиндр с роликовыми рычагами и гидрокомпенсаторами.

ГБЦ из алюминия

s534_070

Нижняя часть рубашки

Верхняя часть рубашки

охлаждения

Конструкция

В отличие от 4 цилиндровых двигателей семейства EA288, клапаны 3 цилиндрового двигателя TDI 1,4 л

не расположены «повёрнутой звёздочкой». Это означает, что все впускные клапаны находятся на стороне

впуска, а все выпускные — на стороне выпуска. Такое параллельное расположение клапанов обеспечивает

хорошее наполнение цилиндров.

Такие компоненты клапанного механизма, как клапаны, сёдла, пружины, тарелки пружин и направляющие

втулки клапанов, а также сухари и роликовые рычаги с гидрокомпенсаторами, полностью заимствованы

у4 цилиндровых двигателей.

Роликовый рычаг

Гидрокомпенсатор

s534_016

Впускной канал

Впускной клапан

Выпускной клапан

Выпускной канал

Механическая часть двигателя

Блок балансирного вала

Для обеспечения компактности конструкции и для уменьшения потерь на трение в двигателе применяется блок

балансирного вала со встроенными в него масляным и вакуумным насосами. Этот блок крепится болтами

непосредственно к нижней части блока цилиндров и погружён в масло, находящееся в масляном поддоне.

Противовесы блока закрыты пластмассовыми кожухами для предотвращения вспенивания масла в поддоне.

Привод балансирного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу.

Шестерня

на коленчатом

валу

Шестерня на

балансирном

валу

Противовес

с пластмассовым

кожухом

s534_017

Пластмассовый кожух

Противовес с пластмассовым

кожухом

Маслозаборник

Блок балансирного вала со встроенными в него масляным

и вакуумным насосами

На шестерню на балансирном валу нанесено специальное покрытие, с помощью которого

регулируется зазор в зацеплении шестерён. По мере эксплуатации это покрытие изнашивается.

Без покрытия регулировка зазора становится невозможной.

Поэтому блок балансирного вала после снятия подлежит замене.

Цилиндрические шестерни привода балансирного вала имеют одинаковое число зубьев, так что балансирный

вал вращается с той же частотой, что и коленчатый вал (но в противоположном направлении). Вращающиеся

противовесы на балансирном валу уменьшают колебания двигателя.

Шестерня на коленчатом валу

Шестерня на балансирном валу

Корпус

s534_018

Пластмассовый кожух

Масляный насос

Вакуумный насос

Противовес

Балансирный вал

Дополнительную информацию по работе регулируемого масляного насоса можно найти

в программе самообучения 514 «Новое семейство дизельных двигателей EA288».

Механическая часть двигателя

Привод ГРМ зубчатым ремнём

Зубчатым ремнём приводятся распредвалы, насос высокого давления системы Common Rail и насос системы

охлаждения.

Распредвал выпускных клапанов

Шкив привода распредвалов Шкив насоса высокого давления

Распредвал впускных клапанов

Направляющий ролик

Шкив насоса системы

охлаждения

Автоматический

натяжной ролик

Зубчатый ремень

Ведущий

зубчатый шкив

на коленчатом

валу

s534_020

Коленчатый вал

Привод навесных агрегатов поликлиновым ремнём

Генератор и компрессор климатической установки приводятся ремённой передачей с поликлиновым ремнём.

В поликлиновом шкиве на коленчатом валу имеется демпфер крутильных колебаний, обеспечивающий более

ровную работу двигателя.

В автомобилях с климатической установкой для натяжения ремня устанавливается натяжной ролик с пружиной.

В автомобилях без климатической установки используется эластичный поликлиновой ремень без натяжного

ролика.

Шкив

поликлинового

ремня

на коленчатом

валу

Генератор

Демпфер

крутильных

колебаний

s534_021

Поликлиновой

ремень

Компрессор климатической

Натяжной ролик

установки

с пружиной

Передача с эластичным поликлиновым ремнём

в автомобилях без компрессора климатической

установки (приводится только генератор)

s534_022

Механическая часть двигателя

Корпус распредвалов

Распредвалы впускных и выпускных клапанов установлены в отдельной раме — так называемом корпусе

распредвалов. Зубчатый ремень осуществляет привод распредвала выпускных клапанов. Он, в свою очередь,

через пару цилиндрических шестерён приводит распредвал впускных клапанов. Датчик Холла G40

вкручивается в клапанную крышку. Его задающий ротор жёстко связан с распредвалом выпускных клапанов.

Датчик Холла G40

Клапанная крышка

Уплотнение

Шкив привода

распредвалов

Задающий ротор датчика Холла G40

Распредвал выпускных

клапанов

s534_023

Распредвал впускных

Зубчатый ремень

клапанов

Корпус

Цилиндрические

распредвалов

шестерни

При ремонте корпус распредвалов заменяется только в сборе с распредвалами.

Система смазки

Масляный насос системы смазки установлен в блоке балансирного вала. Этот насос обеспечивает

принудительную подачу масла для смазки кривошипно шатунного механизма, клапанного механизма

и турбонагнетателя.

Масляный насос является регулируемым и может работать с двумя разными уровнями давления.

3,8-4,2

Работа масляного насоса регулируется с помощью

бар

Высокое давление

двух уровней давления. Переход от низкого

(1,8-2,0 бар) к высокому (3,8-4,2 бар) давлению

Низкое давление

1,8-2,0

происходит при достижении 3000 об/мин.

бар

Требуемое давление

3000 об/мин

s534_052

Клапан регулирования давления

масла N428

s534_040

Масляный насос в блоке

балансирного вала

s534_025

s534_026

Механическая часть двигателя

Узел масляного фильтра

Узел масляного фильтра включает в себя масляный радиатор, датчик давления масла F1, масляный фильтр

и корпус. Датчик давления масла вкручивается в корпус и фиксируется стопорным зажимом. Извлекать

стопорный зажим для снятия и установки датчика давления масла нельзя.

Канал в корпусе масляного фильтра связывает датчик давления масла с масляным контуром. Контролируемый

датчиком диапазон давления составляет 0,3-0,6 бар.

Масляный радиатор

Подвод ОЖ

Датчик давления

масла F1

Канал к датчику

давления масла

Корпус

Отвод ОЖ

Подвод масла

Отвод масла

Масляный фильтр

s534_071

Извлекать стопорный зажим запрещается!

При работах с узлом масляного фильтра необходимо соблюдать указания, приведённые

в руководстве по ремонту.

Масляный поддон

Масляный поддон состоит из двух частей. Верхняя часть изготовлена из алюминия методом литья

под давлением.

Нижняя часть изготовлена из стального листа, что придаёт ей больший запас прочности на случай езды

по плохим дорогам.

В нижней части масляного поддона установлен датчик уровня и температуры масла G266. Определение

уровня масла происходит по ультразвуковому принципу, определение температуры — с помощью

терморезистора с положительным температурным коэффициентом (PTC).

Нижняя часть масляного поддона крепится к верхней через уплотнение, в состав которого входят четыре

направляющие втулки с направляющими штырями, облегчающими правильную установку уплотнения

при ремонтных работах.

Верхняя часть

масляного поддона

(алюминий, литьё

под давлением)

Уплотнение

Направляющая

втулка

с направляющим

штырём

s534_041

Нижняя часть

масляного поддона

(стальная,

Датчик уровня и температуры масла

штампованная)

G266

Механическая часть двигателя

Система терморегулирования

Для управления распределением тепла система охлаждения разделена на три контура циркуляции ОЖ:

микроконтур, высокотемпературный контур и низкотемпературный контур.

s534_044

Обозначения

Расширительный бачок

Термостат

Датчик температуры ОЖ G62

Радиатор системы охлаждения

Теплообменник отопителя

Отключаемый насос системы охлаждения

Циркуляционный насос отопителя V488

Клапан контура ОЖ головки блока

цилиндров N489

Головка блока цилиндров

Масляный радиатор двигателя

Исполнительный электродвигатель системы

рециркуляции ОГ V338

Интеркулер

Радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ

Радиатор ОЖ низкотемпературного контура

низкого давления

Насос системы охлаждения наддувочного

Блок цилиндров

воздуха V188

Микроконтур

В этом контуре охлаждающая жидкость

циркулирует через следующие компоненты:

теплообменник отопителя (3);

циркуляционный насос отопителя V488 (4);

ГБЦ (5);

исполнительный электродвигатель системы

рециркуляции ОГ V338 (6);

радиатор охлаждения контура рециркуляции ОГ

низкого давления (7);

отключаемый насос системы охлаждения (11);

s534_053

клапан контура ОЖ головки блока цилиндров

N489 (12).

Высокотемпературный контур

В дополнение к микроконтуру, охлаждающая

жидкость протекает через следующие компоненты:

расширительный бачок (1);

датчик температуры ОЖ G62 (2);

блок цилиндров (8);

термостат (9);

радиатор системы охлаждения (10);

масляный радиатор двигателя (13).

s534_074

Низкотемпературный контур системы

охлаждения

В этом контуре охлаждающая жидкость

циркулирует через следующие компоненты:

интеркулер (14);

радиатор ОЖ низкотемпературного

контура (15);

насос системы охлаждения наддувочного

воздуха V188 (16).

s534_055

Заливка ОЖ в систему и удаление из неё воздуха должны выполняться с помощью

приспособления для заливки ОЖ VW6096 и диагностического тестера (режим «Ведомые

функции»).

При работах с системой охлаждения необходимо соблюдать указания, приведённые в ELSA!.

Дополнительную информацию по работе системы охлаждения можно найти в программе

самообучения 514 «Новое семейство дизельных двигателей EA288».

Volkswagen 3-цилиндровый двигатель 1,4 л TDI (семейства EA288). Устройство и принцип работы - часть 1