В статье рассмотрены: коленчатый вал; поршни; головка блока цилиндров; вентиляционный канал в головке блока цилиндров; 4 клапана на цилиндр; впускной коллектор с заслонками впускных каналов; назначение заслонок впускных каналов; привод распредвалов; прокладка головки блока цилиндров; профилированная по высоте уплотнительная кромка камеры сгорания; «краевое усиление»; привод посредством зубчатого ремня; привод вспомогательных агрегатов; блок балансирных валов; система смазки двигателя; система вентиляции картера; ступень грубой очистки; ступень тонкой очистки; клапан регулирования давления; выходная успокоительная камера; система охлаждения двигателя; низкотемпературная система рециркуляции ОГ; топливная система; система впрыска Common-Rail; форсунки; дополнительный топливный насос; сетчатый фильтр; топливный насос высокого давления; регулировка давления в топливной рампе.
Коленчатый вал
Двигатель 2,0 л TDI CR оснащен кованным коленчатым валом, способным выдерживать значительные механические нагрузки. Вместо обычных восьми противовесов у коленвала данного двигателя имеется только четыре противовеса. Благодаря этому снижается нагрузка на подшипники коленвала. Кроме того, при этом снижается уровень шума, создаваемого колебаниями и вибрацией двигателя.
Поршни
Как и у двигателя TDI 2,0 л/125 кВт с насос-форсунками, эти поршни не имеют проточек для клапанов. Благодаря этому уменьшается объе м камеры сгорания и улучшаются условия для вихреобразования в цилиндре. Под вихреобразованием понимается круговое движение потока вокруг оси цилиндра. Это движение оказывает значительное влияние на процесс смесеобразования.
Для охлаждения области поршневых колец внутри поршня имеется кольцевой канал, в который с помощью специальных форсунок впрыскивается масло. Камера сгорания поршня, в которой впрыскиваемое топливо перемешивается с воздухом, согласована с расположением форсунок и, по сравнению с поршнем для двигателя с насос-форсунками, имеет увеличенную ширину и более плоскую форму. Тем самым улучшается однородность топливной смеси и снижается образование сажи.
Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров двигателя 2,0 л TDI с системой впрыска Common-Rail изготовлена из алюминия и имеет конструкцию с поперечным протоком газов, двумя впускными и двумя выпускными клапанами на цилиндр. Клапаны расположены вертикально и направлены вниз. Два распредвала расположены сверху и соединены зубчатой передачей с цилиндрической шестерней, имеющей встроенный компенсатор зазора между зубьями шестерен. Привод ГРМ осуществляется от коленвала с помощью зубчатого ремня и зубчатого шкива на распредвале выпускных клапанов. Привод клапанов осуществляется с помощью роликовых рычагов с малым трением, снабженных гидрокомпенсаторами.
Форсунки крепятся на головке блока цилиндров с помощью прижимных пластин. Их можно демонтировать, сняв маленькие крышки на кожухе головке блока цилиндров.
Вентиляционный канал в головке блока цилиндров
При утечке в области медного уплотнительного кольца форсунки воздух из камеры сгорания может выходить через такой канал. Вентиляционный канал расположен в головке блока цилиндров над выпускным коллектором.
Он предотвращает попадание находящихся под давлением газов из камеры сгорания через систему вентиляции картера в насосную секцию турбонагнетателя, что могло бы привести к нарушению его нормального функционирования.
4 клапана на цилиндр
На каждый цилиндр приходится два впускных и два выпускных клапана. Клапаны установлены вертикально тарелками вниз. Форсунка установлена вертикально и расположена точно по середине камеры сгорания поршня.
Форма, размеры и расположение впускных и выпускных каналов обеспечивают хорошее наполнение и последующую замену смеси в камере сгорания. Впускные каналы разделяются на вихревые каналы и каналы наполнения. Воздух, поступающий через вихревой канал, обеспечивает интенсивное перемешивание смеси. Канал наполнения способствует хорошему наполнению камеры сгорания, особенно при высоких оборотах двигателя.
Впускной коллектор с заслонками впускных каналов
Во впускном коллекторе находятся заслонки впускных каналов с плавной регулировкой. Посредством установки положения заслонок впускных каналов, в зависимости от числа оборотов двигателя и нагрузки, регулируется вихреобразование в потоке всасываемого воздуха.
Заслонки впускных каналов управляются посредством тяги от электродвигателя привода заслонок впускных каналов. Управление электродвигателем осуществляется от блока управления двигателя. В электродвигатель привода заслонок впускных каналов V157 встроен потенциометр G336, служащий для подачи в блок управления сигнала обратной связи, характеризующего положение заслонок впускных каналов.
Конструкция
Назначение заслонок впускных каналов
На холостом ходу и при низких оборотах двигателя заслонки впускных каналов закрыты. В результате возникает интенсивное вихревое движение, обеспечивающее хорошее смесеобразование.
При эксплуатации двигателя положение заслонок впускных каналов плавно регулируется в зависимости от нагрузки двигателя и числа оборотов. Благодаря этому в каждом режиме работы двигателя в камере сгорания формируется оптимальное вихревое движение воздуха.
При оборотах свыше 3000 об/мин заслонки впускных каналов полностью открыты. Благодаря повышению пропускной способности заслонок обеспечивается хорошее наполнение камер сгорания.
При пуске двигателя, в аварийном режиме и при полной нагрузке заслонки впускных каналов полностью открыты.
Привод распредвалов
Распредвалы впускных и впускных клапанов соединены зубчатой передачей с цилиндрической шестерней, имеющей встроенный компенсатор зазора между зубьями шестерен. При этом привод шестерни впускного распредвала осуществляется от шестерни выпускного распредвала. Компенсатор зазоров между зубьями шестерен способствует снижению шумности работы распредвалов.
Конструкция
Более широкая (неподвижная) часть цилиндрической шестерни жестко закреплена на выпускном распредвале. В ее передней части имеются выступы. Более узкая (подвижная) часть цилиндрического зубчатого колеса может перемещаться в радиальном и осевом направлениях. С обратной стороны узкой части находятся углубления для выступов.
Принцип работы
Под действием тарельчатой пружины обе части шестерни смещаются относительно друг друга в осевом направлении. При этом благодаря форме выступов они проворачиваются друг относительно друга.
Это вращение приводит к взаимному смещению зубьев составных частей шестерни, который компенсирует зазор в зацеплении между шестернями впускного и выпускного распредвалов.
Прокладка головки блока цилиндров
Прокладка головки блока цилиндров состоит из 4 слоев и обладает двумя отличительными особенностями, способствующими улучшению качества уплотнения:
- уплотнительная кромка камеры сгорания, профилированная по высоте;
- «краевое усиление».
Профилированная по высоте уплотнительная кромка камеры сгорания
Уплотнительная кромка камеры сгорания располагается вокруг отверстия цилиндра. В поперечном сечении она профилирована по высоте. Иначе говоря, профиль кольца вокруг камеры сгорания имеет переменную высоту. Благодаря этому достигается равномерное распределение прижимного усилия по краям камеры сгорания. Кроме того, при этом компенсируются неровности по краям цилиндров и связанные с ними колебания толщины уплотняемого зазора.
«Краевое усиление»
«Краевое усиление» обеспечивает профиль уплотнительной прокладки в области обоих крайних цилиндров. Краевое усиление в этих местах способствует равномерному распределению прижимного усилия. Тем самым снижается влияние прогиба головки блока цилиндров и перекосов в расположении крайних цилиндров.
Привод посредством зубчатого ремня
Посредством ременной передачи осуществляется привод распредвалов, насоса системы охлаждения и насоса высокого давления системы впрыска Common-Rail.
Привод вспомогательных агрегатов
Привод вспомогательных агрегатов — генератора и компрессора климатической установки — осуществляется от коленвала посредством поликлинового ремня. Профилированная поверхность поликлинового ремня покрыта слоем, сформированным из высокопрочных волокон. Благодаря этому слою создается трение, необходимое для сцепление ремня. Кроме того, этот слой способствуют снижению шумности ременной передачи в холодную и влажную погоду.
Блок балансирных валов
Двигатель 2,0л 103 кВт TDI для Tiguan снабжен блоком балансирных валов, расположенным под коленвалом в масляном картере. Привод блока балансирных валов осуществляется от коленвала посредством зубчатого ремня. Масляный насос Duocentric встроен в блок балансирных валов.
Конструкция
Блок балансирных валов состоит из корпуса, отлитого из серого чугуна, двух балансирных валов, вращающихся в противоположные стороны, косозубой зубчатой передачи и встроенного масляного насоса Duocentric. Вращение от коленвала передается на промежуточную шестерню, расположенную снаружи корпуса. Эта шестерня, в свою очередь, приводит балансирный вал I. От этого балансирного вала вращение передается через пару шестерен, расположенных внутри корпуса, на балансирный вал II и на масляный насос Duocentric.
Привод балансирных валов обеспечивает их вращение с частотой, в два раза превышающей частоту вращения коленвала.
Зазор в зацеплении шестерен регулируется с помощью специального покрытия на зубьях промежуточной шестерни. Это покрытие при начале эксплуатации двигателя стирается, формируя определенную величину зазора.
Если промежуточная шестерня или приводная шестерня балансирного вала I были рассоединены, то промежуточную шестерню после этого обязательно нужно заменить. Следуйте указаниям руководства по ремонту.
Система смазки
1 Масляный поддон
2 Датчик уровня и температуры масла G266
3 Масляный насос
4 Клапан избыточного давления масла
5 Обратный масляный клапан
6 Масляный радиатор
7 Масляный фильтр
8 Перепускной клапан
9 Датчик давления масла F1
10 Клапан регулировки давления масла
11 Коленчатый вал
12 Форсунки для охлаждения поршней
13 Распредвал
14 Вакуумный насос
15 Турбонагнетатель
16 Возврат масла
Необходимое давление масла в двигателе создает масляный насос Duocentric. Он встроен в блок балансирных валов и приводится от балансирного вала II. Клапан избыточного давления является предохранительным. Он защищает детали двигателя от повреждений по причине слишком высокого давления масла, например, при низкой температуре окружающей среды и высоких оборотах двигателя.
Регулировочный клапан служит для регулировки давления масла в двигателе. Он открывается, когда давление масла достигает максимального допустимого значения. Перепускной клапан открывается и обеспечивает смазку двигателя при засорении масляного фильтра.
Система вентиляции картера
В двигателях внутреннего сгорания вследствие перепада давления между камерой сгорания и картером между поршневыми кольцами и поверхностью цилиндров образуются газовые потоки, так называемые «картерные газы». Эти газы, содержащие пары масла, с помощью системы вентиляции картера снова возвращаются во впускной коллектор, предохраняя окружающую среду от загрязнения. Возросшие требования к защите окружающей среды требуют создания действенной системы очистки от масляных примесей. Благодаря многоступенчатой системе очистки лишь очень небольшое количество масла попадает во впускной коллектор, и, тем самым, снижается образование сажи.
Для отделения масла газы проходят через три ступени очистки:
- ступень грубой очистки,
- ступень тонкой очистки,
- выходная успокоительная камера.
Детали системы вентиляции картера, наряду с маслозаливной горловиной и ресивером вакуумной системы двигателя, смонтированы в головке блока цилиндров.
Ступень грубой очистки
Картерные газы из областей коленвала и распредвалов попадают в успокоительную камеру. Эта камера встроена в крышку головки блока цилиндров. На стенках успокоительной камеры оседают крупные капли масла и стекают на ее дно. Через отверстия в успокоительной камере капли масла снова попадают в головку блока цилиндров.
Конструкция
Ступень тонкой очистки
Тонкая очистка газов осуществляется с помощью маслоотделителя центробежного типа, состоящего из четырех камер. В зависимости от перепада давления между впускным коллектором и картером посредством пластинчатых клапанов, состоящих из упругих стальных пластинок, подключаются две или четыре маслоотделительные камеры. Благодаря специальной форме камер газовый поток закручивается в них по спирали. Под действием центробежной силы пары масла оседают на разделительной перегородке. Образующиеся в результате капли масла по стенкам камер стекают в полость для сбора масла. Эта полость может вместить столько масла, сколько может поступить при расходовании полного топливного бака авто.
При выключении двигателя открывается пластинчатый клапан, который до этого удерживался закрытым под действием более высокого давления в головке блока цилиндров. Масло, собранное в полости, через головку блока цилиндров стекает обратно в картер.
Клапан регулирования давления
Этот клапан служит для регулирования давления в системе вентиляции картера. Он состоит из мембраны и пружины. Клапан ограничивает разрежение в картере при откачке из него картерных газов. При слишком сильном разрежении могут быть повреждены уплотнения двигателя.
При слабом разрежении во впускном коллекторе под действием пружины клапан открывается. При сильном разрежении во впускном коллекторе клапан закрывается.
Выходная успокоительная камера
Чтобы уменьшить вредное влияние турбулентности газовых потоков на входе впускного коллектора после центробежного маслоотделителя установлена выходная успокоительная камера. В этой камере движение газов, выходящих из центробежных маслоотделителей, замедляется и успокаивается. Кроме того, на стенках этой камеры также оседает еще и некоторое количество масла, остающееся в газовом потоке.
Источник: //autoholding.net/825_mehanicheskaya_chast_dvigatelya_TDI_II_O_s_sistemoy__vpriska_Common_Rail_Volkswagen_chast_I.html