содержание .. 1 2 ..
Volkswagen: Двигатели TSI семейства EA211 в Caddy 2016. Устройство, принцип работы - часть 1
Введение
Все двигатели TSI семейства EA211 имеют следующие общие конструктивные особенности:
' модульная конструкция;
' одинаковое расположение двигателя;
' установка навесных агрегатов без дополнительных кронштейнов;
'
4 клапана на цилиндр;
' блок цилиндров из алюминиевого сплава (литьё под давлением);
' ГБЦ со встроенным выпускным коллектором;
' привод ГРМ зубчатым ремнём.
Турбонагнетатель
Корпус распредвалов
Корпус термостатов
со встроенным насосом
охлаждающей жидкости
Нейтрализатор
Головка блока цилиндров
Блок
цилиндров
Регуляторы фаз
Впускной коллектор
газораспределения*
с промежуточным
охладителем
наддувочного воздуха
Зубчатая ремённая
передача
Масляный поддон
s563_039
Привод навесных
Кривошипно'
агрегатов
шатунный
механизм
* В зависимости от исполнения двигателя регулятор устанавливается или только на распределительном валу впускных клапанов,
или на обоих распределительных валах — и впускных, и выпускных клапанов.
4
огромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi
Технические характеристики
Для наглядности сравнения внешних скоростных характеристик трёх двигателей TSI (1,0; 1,2 и 1,4 л)
их технические характеристики приведены вместе на одной странице.
1,0 л TSI
1,2 л TSI
1,4 л TSI
Буквенное обозначение
CHZG
CYVC
CZCB
двигателя
Тип
3'цилиндровый, рядный
4'цилиндровый, рядный
Рабочий объём
999 см3
1197 см3
1395 см3
Мощность
75 кВт
62 кВт
92 кВт
при 5000 об/мин
при 4300-5300 об/мин
при 5000-6000 об/мин
Крутящий момент
175 Н·м
160 Н·м
220 Н·м
при 1500-3500 об/мин
при 1400-3500 об/мин
при 1500-4000 об/мин
Диаметр цилиндра
74,5 мм
71,0 мм
74,5 мм
Ход поршня
76,4 мм
75,6 мм
80,0 мм
Степень сжатия
10,5 : 1
Топливо
Неэтилированный бензин
Неэтилированный бензин
Неэтилированный бензин
с октановым числом RON 95
с октановым числом RON 93
с октановым числом RON 95
Экологический класс
Евро'6
Внешняя скоростная характеристика
1,0 л TSI
1,2 л TSI
1,4 л TSI
Н·м
кВт
Н·м
кВт
Н·м
кВт
120
120
120
180
180
220
100
100
100
160
160
200
80
80
80
140
140
180
60
60
60
120
120
160
40
40
40
100
100
140
20
20
20
80
80
120
1000
3000
5000
7000
1000
3000
5000
7000
1000
3000
5000
7000
2000
4000
6000
2000
4000
6000
2000
4000
6000
об/мин
об/мин
об/мин
s563_034
s563_033
s563_035
5
Механическая часть двигателя
Механическая часть двигателя TSI 1,0 л
Блок цилиндров
Блок цилиндров изготовлен из алюминия литьём под давлением и выполнен по схеме Open'Deck.
Схема Open'Deck подразумевает, что цилиндры соединяются с телом блока только в нижней части, в верхней
своей части они с блоком не соприкасаются, так что рубашка охлаждения вокруг цилиндров открыта. Рубашка
охлаждения закрывается при установке головки блока цилиндров с прокладкой.
В блоке цилиндров устанавливаются при его отливке и хонингуются гильзы цилиндров из серого чугуна.
Преимущества:
' меньше деформация цилиндров;
' меньшие потери на трение благодаря меньшему предварительному сжатию поршневых колец;
' меньше расход масла;
' высокая жёсткость блока цилиндров.
Алюминиевый блок цилиндров
Установленная при отливке
и хонингованная гильза
цилиндра из серого чугуна
s563_001
Конструкция блока цилиндров на двигателях TSI 1,2 и 1,4 л отличается от двигателя TSI 1,0 л
только числом цилиндров. Поэтому отдельно для этих двигателей она ещё раз рассматриваться
не будет.
6
Кривошипно шатунный механизм
Конструкция кривошипно'шатунного механизма обеспечивает уменьшение движущихся масс и меньшее
трение. Кованые шатуны и алюминиевые поршни оптимизированы по массе настолько, что удалось отказаться
от балансирного вала.
Снижению массы способствуют и высверленные шейки коленчатого вала.
Дополнительное снижение массы двигателя и потерь на трение обеспечивается уменьшением размера
шатунных и коренных подшипников.
Зубчатый шкив соединяется с коленвалом торцевым зубчатым зацеплением Хирта. Зубчатое зацепление Хирта
используется для жёсткого соединения вращающихся деталей с помощью геометрического замыкания.
Выточки под клапаны
Алюминиевые
Верхняя головка шатуна
поршни
трапециевидной формы
Шатун
Стальной кованый
s563_002
коленчатый вал
Противовес
Высверленные
шатунные шейки
Зубчатый шкив с торцевым
зубчатым зацеплением Хирта
Конструкция кривошипно'шатунного механизма на двигателях TSI 1,2 и 1,4 л отличается
от двигателя TSI 1,0 л только числом поршней. Поэтому отдельно для этих двигателей она ещё
раз рассматриваться не будет.
7
Механическая часть двигателя
Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров выполнена из алюминия.
Встроенный выпускной коллектор обеспечивает быстрый прогрев двигателя, поскольку холодная
охлаждающая жидкость дополнительно нагревается горячими отработавшими газами и быстрее достигает
своей рабочей температуры. Это уменьшает расход топлива и позволяет раньше начинать использовать тепло
двигателя для обогрева салона.
Сторона впуска
Корпус головки
блока цилиндров
s563_003
Встроенный
охлаждаемый
выпускной коллектор
с фланцем
для турбонагнетателя
Сторона
выпуска
Клапаны с роликовыми рычагами
Охлаждающая
и гидрокомпенсаторами
жидкость
8
Корпус распредвалов
Корпус распредвалов изготавливается, как и блок цилиндров и ГБЦ, из алюминия литьём под давлением.
Он сконструирован как единый, неразборный модуль. Это означает, что снять с него распредвалы
невозможно.
Для снижения потерь на трение в первых опорах со стороны привода ГРМ, воспринимающих нагрузку
натяжения ремня, устанавливаются шарикоподшипники.
Оба клапана регуляторов фаз газораспределения N205 и N318, так же как и датчики Холла G40 и G163,
вставляются сверху в корпус распредвалов и крепятся винтами.
Клапан 1 регулятора фаз газораспределения
Клапан 1 регулятора фаз
Распредвал впускных
выпускных клапанов N318
газораспределения N205
клапанов
Датчик Холла G40
Датчик Холла 2 G163
Корпус распредвалов
Распредвал выпускных
клапанов
s563_004
Зубчатые шкивы
с регуляторами фаз
газораспределения
9
Механическая часть двигателя
Зубчатая ремённая передача
Привод распредвалов осуществляется необслуживаемым зубчатым ремнём. Ремень натягивается роликом
с гидравлическим натяжителем. Буртики ролика обеспечивают правильное положение ремня.
Направляющий ролик на тянущей ветви ремня и триовальные зубчатые шкивы распредвалов обеспечивают
плавный ход зубчатого ремня.
Радиус триовальных зубчатых шкивов периодически увеличивается и уменьшается с шагом 120°.
Всего на 360° шкива приходятся три зоны увеличения радиуса (отсюда и название «триовальный»).
Триовальная форма шкивов позволяет уменьшить колебания в ремне, возникающие в результате увеличения
нагрузки при открывании клапанов. У 3'цилиндровых двигателей такие колебания выражены сильнее,
чем у 4'цилиндровых.
Зубчатый шкив распределительного вала
Зубчатый шкив распределительного вала впускных клапанов
выпускных клапанов с гидравлическим
с гидравлическим регулятором фаз газораспределения
регулятором фаз газораспределения
Ролик
с гидравлическим
натяжителем
Триовальный зубчатый шкив
Буртик
s563_022
Направляющий ролик
Зубчатый ремень
Зубчатый шкив
коленчатого
вала
s563_005
10
Механическая часть двигателя TSI 1,2 и 1,4 л
Головка блока цилиндров
ГБЦ выполнена с поперечным протоком охлаждающей жидкости, ОЖ поступает со стороны впускных
клапанов, омывает камеры сгорания и проходит к стороне выпускных клапанов. Там поток ОЖ разделяется
над и под выпускным коллектором на две части: на верхнюю и нижнюю рубашки охлаждения ГБЦ. Из ГБЦ
охлаждающая жидкость поступает в корпус термостатов, где смешивается с остальной охлаждающей
жидкостью. Четыре выпускных канала встроенного выпускного коллектора сходятся внутри ГБЦ
к центральному фланцу. Непосредственно к этому фланцу привинчивается турбонагнетатель.
Турбонагнетатель с перепускным
клапаном
Корпус ГБЦ
Сторона впуска
Сторона выпуска
s563_006
Верхняя рубашка
Охлаждение встроенного
охлаждения
выпускного коллектора
Нижняя рубашка
охлаждения
Поскольку ГБЦ и корпуса распредвалов на двигателях TSI 1,2 и 1,4 л существенных
конструктивных различий не имеют, они в этой главе будут рассматриваться вместе.
11
Механическая часть двигателя
Корпус распредвалов
Все двигатели семейства EA211 оснащаются бесступенчатым регулятором фаз газораспределения
на распредвалу впускных клапанов. Расположенный непосредственно на распредвалу регулятор изменяет
относительное положение распредвала (и тем самым фазы газораспределения) в зависимости от нагрузки
и оборотов двигателя. Управляет регулированием фаз газораспределения клапан 1 регулятора фаз
газораспределения N205, включённый непосредственно в масляный контур двигателя. Текущий угол поворота
распредвала регистрируется датчиком Холла G40.
Датчик Холла G40
Клапан 1
регулятора фаз газораспределения N205
Система вентиляции картера
Распредвал
выпускных
клапанов
Регулятор фаз
газораспределения
на распредвалу
впускных клапанов
s563_036
12
Зубчатая ремённая передача
Отличие от зубчатой ремённой передачи на двигателе TSI 1,0 л заключается в том, что устанавливается только
один регулятор фаз газораспределения, а зубчатые шкивы распредвалов имеют форму простого овала.
У зубчатых шкивов распредвала с формой простого овала радиус шкива увеличивается и уменьшается
с шагом 180°. Таким образом, два места увеличенного радиуса находятся друг напротив друга, образуя
форму простого овала.
Зубчатый шкив распределительного вала
впускных клапанов с гидравлическим
регулятором фаз газораспределения
Ролик
Зубчатый шкив
с гидравлическим
с формой простого овала
натяжителем
s563_032
Направляющий ролик
Зубчатый ремень
Зубчатый шкив
коленчатого
вала
s563_037
13
Система смазки
Система смазки двигателя TSI 1,0 л
Контур смазки, т. е. путь, по которому масло циркулирует внутри двигателя, у всех двигателей
семейства EA211 очень похожий.
Имеются отличия:
' по типу и приводу масляного насоса;
' по способу регулирования давления масла.
Двигатель TSI 1,0 л оснащён бесступенчатым
регулированием давления масла.
Регулирование реализуется шиберным масляным
насосом. Он регулирует давление масла
в зависимости от нагрузки, частоты вращения
и температуры масла двигателя.
s563_023
Клапан регулирования
давления масла
N428
Маслозаборник
Шиберный масляный насос
s563_008
14
Система смазки двигателя TSI 1,2 л
На двигателе TSI 1,2 л используется масляный насос
Duo'Centric, который приводится непосредственно
от коленвала. Система смазки двигателя TSI 1,2 л
нерегулируемая. Это означает, что интенсивность
потока масла от насоса при росте частоты
вращения двигателя сначала растёт, а затем
остаётся постоянной.
s563_025
Подача масла
к распредвалам и клапанам
Главный масляный канал
Датчик
низкого
давления масла F378
Подача масла к форсункам
охлаждения поршней
s563_010
Подача масла
к кривошипно'шатунному
Сепарация масла
механизму
Масляный фильтр
Модуль масляного насоса
15
Система смазки
Система смазки двигателя TSI 1,4 л
На двигателях TSI 1,4 л применяется шестерённый
масляный насос с внешним зацеплением шестерён.
Масляный насос привинчен к верхней части
масляного поддона и работает с двумя ступенями
давления масла (примерно 1,8 и 3,3 бар)
в зависимости от нагрузки и частоты вращения
двигателя. Привод осуществляется от коленвала
s563_024
необслуживаемым цепным приводом
без натяжителя цепи.
Соответствующее давление масла регулируется
производительностью насоса. Масляный насос
такого типа потребляет механическую энергию
двигателя очень экономно, что способствует
снижению расхода топлива и выбросов CO2.
Коленчатый вал
Привод
от звёздочки
на коленчатом
валу
Зубчатый
ремень
Верхняя часть
масляного
поддона
Цепная передача
масляного насоса
Нижняя часть
s563_011
масляного поддона
Масляный насос
16
Система охлаждения
Система охлаждения двигателей TSI 1,0; 1,2 и 1,4 л
Контуры системы охлаждения на двигателях TSI в модели Caddy имеют одинаковую конструкцию.
Автономный отопитель относится к дополнительному оборудованию и поэтому устанавливается не на всех
двигателях.
3
1
2
5
6
4
7
8
9
10
11
12
13
Условные обозначения
1 Расширительный бачок
9 Масляный радиатор
2 Автономный отопитель
10 Насос системы охлаждения наддувочного
(в зависимости от комплектации)
воздуха V188
3 Теплообменник отопителя
11 Датчик температуры ОЖ
на выходе радиатора G83
4 ГБЦ / блок цилиндров
12 Радиатор контура охлаждения наддувочного
5 Турбонагнетатель
воздуха
6 Датчик температуры ОЖ G62
13 Радиатор охлаждающей жидкости
7 Корпус термостатов со встроенным
насосом охлаждающей жидкости
Дроссель
8 Промежуточный охладитель наддувочного
воздуха
Обратный клапан
17
Система управления впускного и выпускного тракта
Турбонагнетатель двигателя TSI 1,0 л
Турбонагнетатель создаёт давление (относительное) 1,6 бар. Оптимизированный угол подачи отработавших
газов на турбинное колесо обеспечивает очень быстрое увеличение частоты вращения. Датчик положения
регулятора давления наддува передаёт в блок управления двигателя информацию о текущем положении
перепускного клапана. Это делает возможным более быстрое и точное управление перепускным клапаном.
Вход воздуха
Выход наддувочного воздуха
Штуцеры подключения
к системе охлаждения
Регулятор давления
наддува V465
Фланец соединения
с датчиком
с системой выпуска ОГ
положения
регулятора давления
наддува G581
Заслонка перепускного
клапана
Приводной рычаг
Фланец соединения с ГБЦ
s563_013
Обратный маслопровод
Подающий маслопровод
18
Турбонагнетатель двигателей TSI 1,2 и 1,4 л
Каждый турбонагнетатель для соответствующего двигателя и соответствующей мощности разработан заново.
Базовая конструкция с воздуховодом, системой смазки или охлаждения у всех вариантов одинаковая,
а различаются они в основном размерами турбинного и насосного колёс. Ещё одно отличие заключается
в регуляторах давления наддува с электроприводом. Они могут заменяться отдельно, но различаются
креплением к перепускному клапану и базовой установкой.
Обязательно соблюдайте в этой связи соответствующие указания в руководстве по ремонту.
Выход наддувочного воздуха
Штуцеры подключения
к системе охлаждения
Регулятор давления
наддува V465
Подача масла
с датчиком
положения
Фланец
регулятора давления
соединения
наддува G581
с системой
выпуска ОГ
Заслонка
Приводной рычаг
перепускного
клапана
Фланец
соединения
с ГБЦ
s563_015
19
содержание .. 1 2 ..