Volkswagen - двигатель TDI 2,0 л с ситемой впрыска Common Rail

Service Training
Программа самообучения 403
Двигатель TDI 2,0 л с системой впрыска Common Rail
Устройство и принцип работы
Двигатель TDI 2,0 л с системой впрыска Common-Rail является первым представителем нового поколения дизельных двигателей Volkswagen, обеспечивающих отличную динамику и имеющих высокий КПД.
Благодаря сочетанию удачного и испытанного двигателя TDI 2,0 л и технологии Common-Rail Volkswagen улучшил такие показатели, как динамичность, экономичность, надёжность и удовольствие от вождения автомобиля. Эти признанные достоинства двигателей TDI подняты у TDI 2,0 л с системой впрыска Common-Rail на новую высоту, отвечающую грядущим требованиям по шумности, комфорту и нейтрализации отработавших газов.
S403 051
С 1993 года, когда компания освоила производство первого дизельного двигателя с турбонаддувом и непосредственным впрыском для легковых автомобилей, Volkswagen играет роль новатора в дизелестроении. Новый двигатель TDI 2,0 л продолжает славные традиции новаторства и закрепляет за Volkswagen репутацию лидера в области дизельных технологий. Уже в настоящее время этот двигатель удовлетворяет требованиям по нейтрализации токсичности отработавших газов Евро 5, которые предполагается ввести только в конце 2009 года, и располагает потенциалом для дальнейшего развития в этом направлении. Внимание Примечание



Программа самообучения содержит информацию о новинках конструкции автомобиля! Программа самообучения не актуализируется.
Для проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту необходимо использовать соответствующую техническую литературу.
Новое
Оглавление Коротко и ясно...........................................4
Я
Механическая часть двигателя.............................6 Система управления двигателя............................40 Сервисное обслуживание................................62 Контрольные вопросы...................................65 Введение и
Коротко и ясно
Двигатель 2,0 л TDI с системой впрыска Common-Rail создан на базе двигателя 2,0 л TDI с насос-форсунками. Этот базовый двигатель является одним из самых распространённых дизельных двигателей в мире. Он широко представлен в гамме продукции концерна Volkswagen — от легковых автомобилей до коммерческого автомобиля Transporter. Для того чтобы удовлетворить растущие требования, касающиеся шумовых характеристик, расхода топлива и токсичности ОГ, потребовалось переработать целый ряд конструктивных узлов двигателя. Наиболее важное значение при этом имеет переход на систему впрыска Common-Rail. Двигатель оснащён сажевым фильтром и уже в настоящее время по токсичности ОГ удовлетворяет требованиям норматива Евро 5, который предполагается ввести только в конце 2009 года. Поскольку требования Евро 5 к токсичности ОГ пока не вступили в законную силу, двигатель регистрируется как отвечающий нормативу Евро 4. На некоторые рынки поставляются двигатели без сажевого фильтра, соответствующие нормативу Евро 3. Особенности конструкции •    Система впрыска Common-Rail с пьезофорсунками. Я
Внешняя скоростная характеристика
•    Сажевый фильтр с предварительным окислительным катализатором. •    Впускной коллектор заслонками впускных каналов. •    Электрический клапан рециркуляции ОГ. •    Регулируемый турбонагнетатель с обратной связью. •    Система охлаждения рециркулирующих ОГ до низких температур. НО
£
1000
Технические характеристики Буквенное обозначение двигателя Конструктивное исполнение 4-цилиндровый рядный двигатель Количество клапанов на цилиндр Рабочий объём 1968 см3 Ход поршня Диаметр цилиндра Максимальная мощность 103 кВт при 4200 об/мин Максимальный крутящий момент Н-мпри 1750-2500 об/мин Степень сжатия Система управления двигателя Bosch EDC 17 (система впрыска Common Rail) Топливо Дизельное топливо, соответствующее стандарту DIN EN 590 Нейтрализация токсичных веществ в ОГ Рециркуляция ОГ, сажевый фильтр Соответствие нормам токсичности ОГ Евро 4 Мощность, кВт
Частота вращения, об/мин Механическая часть двигателя Коленчатый вал Противовесы
Двигатель 2,0 л TDI CR оснащён 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 объё 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. Поршень двигателя 2,0 л с насос-форсунками Камера сгорания в поршне Поршень двигателя 2,0 л с системой впрыска Common-Rail 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 шестернёй, имеющей встроенный компенсатор зазора между зубьями шестерён. 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, снабжённых гидрокомпенсаторами. Распредвал впускных -■ Распредвал выпускных клапанов, Роликовый рычаг клапана (рокер) Головка блока цилиндров Выпускные каналы S403 008
клапанов
Форсунка Форсунки крепятся на головке блока цилиндров с помощью прижимных пластин. Их можно демонтировать, сняв маленькие крышки на кожухе головке блока цилиндров. S403 084
Прижимная пласти
Механическая часть двигателя 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. S403_118
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. На каждый цилиндр приходится два впускных и два выпускных клапана. Клапаны установлены вертикально тарелками вниз. 4 клапана на цилиндр
Форсунка установлена вертикально и расположена точно по середине камеры сгорания поршня.
Распредвал впускных клапанов Форсунка Распредвал выпускных клапанов Вихревой впускной канал (для создания вихря в цилиндре) Канал наполнения Выпускные клапаны Впускные клапаны Канал наполнения способствует хорошему наполнению камеры сгорания, особенно при высоких оборотах двигателя. 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. Механическая часть двигателя Впускной коллектор с заслонками впускных каналов Впускной коллектор Электродвигатель привода заслонок впускных каналов V157 S403_043
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. Впускной коллектор Конструкция Вихревой впускной канал(для создания вихря в цилиндре) Канал наполнения Заслонка впускного канала Электродвигатель привода заслонок впускных каналов V157 с потенциометром G336 Назначение заслонок впускных каналов Заслонка впускного канала Канал наполнения Вихревой впускной канал (для создания вихря в цилиндре)
На холостом ходу и при низких оборотах двигателя заслонки впускных каналов закрыты. В результате возникает интенсивное вихревое движение, обеспечивающее хорошее смесеобразование.

Заслонка впускного канала Вихревой впускной канал (для создания вихря в цилиндре)
При оборотах свыше 3000 об/мин заслонки впускных каналов полностью открыты. Благодаря повышению пропускной способности заслонок обеспечивается хорошее наполнение камер сгорания. Канал наполнения

S403_045
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 пуске двигателя, в аварийном режиме и при полной нагрузке заслонки впускных каналов полностью открыты.
Механическая часть двигателя Привод распредвалов Рама распредвалов Распредвал выпускных клапанов
Распредвалы впускных и впускных клапанов соединены зубчатой передачей с цилиндрической шестернёй, имеющей встроенный компенсатор зазора между зубьями шестерён. При этом привод шестерни впускного распредвала осуществляется от шестерни выпускного распредвала.
Компенсатор зазоров между зубьями шестерён способствует снижению шумности работы распредвалов. Распредвал впускнйх клапанов
Распредвал выпускных клапанов Подвижная шестерня Промежуточная шайба Неподвижная шестерня
Тарельчатая пружина Стопорное кольцо Подвижная шестерня Неподвижная шестерня Выступы
Конструкция Более широкая(неподвижная)часть цилиндрической шестерни жёстко закреплена на выпускном распредвале. В её 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. Тарельчатая пружина

Компенсатор зазоров Это вращение приводит к взаимному смещению зубьев составных частей шестерни, который компенсирует зазор в зацеплении между шестернями впускного и выпускного распредвалов. Взаимное смещение зубьев S403 016
Механическая часть двигателя Прокладка головки блока цилиндров Краевое усиление Краевое усиление Уплотнительная кромка камеры сгорания S403 103
Прокладка головки блока цилиндров состоит из 4 слоёв и обладает двумя отличительными особенностями, способствующими улучшению качества уплотнения:
•    уплотнительная кромка камеры сгорания, профилированная по высоте ; •    «краевое усиление». Уплотнительная кромка камеры сгорания S403_029
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
Зубчатый шкив привода распредвалов Привод посредством зубчатого ремня Зубчатый шкив ТНВД Натяжной ролик Зубчатый шкив насоса системы охлаждения Направляющий ролик Шкив генератора (с муфтой свободного хода) Коленчатый в Натяжной ролик Привод вспомогательных агрегатов
Компрессор климатической установки
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. Зубчатый профиль Поликлиновой ремень    ремня Механическая часть двигателя Блок балансирных валов Двигатель 2,0л 103 кВт TDI для Tiguan снабжён 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. Шестерня коленвала Промежуточная шестерня Ведущая шестерня балансирного вала I Масляный насос Duocentric 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 передаётся через пару шестерён, 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 шестерён регулируется с помощью специального покрытия на на зубьях промежуточной шестерни. Это покрытие при начале эксплуатации двигателя стирается, формируя определённую 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 Необходимое давление масла в двигателе создаёт 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. Компоненты Масляный поддон Датчик давления масла F1 Датчик уровня и температуры масла G266 Клапан регулировки давления масла Масляный насос Коленчатый вал Клапан избыточного давления масла Форсунки для охлаждения поршней Обратный масляный клапан Распредвал Масляный радиатор Вакуумный насос Масляный фильтр Турбонагнетатель Перепускной клапан Возврат масла 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».
Механическая часть двигателя Система вентиляции картера
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. Выходная успокоительная камера Клапан регулирования давления
Вакуумный ресивер
Маслозаливная горловина Ступень грубой очистки Ступень тонкой очистки
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 её дно. Через отверстия в успокоительной камере капли масла снова попадают в головку блока цилиндров. Конструкция
К впускному коллектору Крышка Пластинчатые клапаны Клапан регулирования давления Пластинчатый клапан Полость для сбора масла
Мембрана Опорная тарелка Витая пружина

Выходная успокоительная камера
Условные обозначения
Картерные газы, содержащие пары масла Очищенные от масла газы Возврат масла
Механическая часть двигателя Ступень тонкой очистки Тонкая очистка газов осуществляется с помощью маслоотделителя центробежного типа, состоящего из четырёх 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 автомобиля. Очищенный воздух для впускного коллектора Клапан регулировки давления Пластинчатые клапаны Маслоотделитель центробежного типа Полость для сбора масла Пластинчатый клапан 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. Клапан регулирования давления открыт Мембрана Пружина К впускному коллектору При слабом разрежении во впускном коллекторе под действием пружины клапан открывается.
При сильном разрежении во впускном коллекторе клапан закрывается. Клапан регулирования давления закрыт Атмосферное давление 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 ещё и некоторое количество масла, остающееся в газовом потоке. К впускному коллектору Выходная успокоительная камера Механическая часть двигателя Система охлаждения Циркуляцию охлаждающей жидкости в контуре системы охлаждения обеспечивает механический насос. Привод насоса осуществляется посредством зубчатого ремня. Управление системой охлаждения осуществляется от регулятора на базе термостата, основанного на тепловом расширении наполнителя. Компоненты 10
1    -    Радиатор системы охлаждения 2    -    Термостат 3    -    Насос системы охлаждения 4    -    Масляный радиатор 5    -    Радиатор системы рециркуляции ОГ
Датчик температуры охлаждающей жидкости G62 Датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе радиатора G83 Теплообменник отопителя Компенсационный бачок Насос 2 циркуляции охлаждающей жидкости V178
Низкотемпературная система рециркуляции ОГ Для уменьшение выброса окислов азота NOx двигатель оснащён низкотемпературной системой рециркуляции ОГ. Принцип работы При закрытом термостате радиатор системы рециркуляции ОГ соединён напрямую с холодным радиатором двигателя. Вследствие обусловленного этим большого перепада температур обратно может быть возвращено большее количество ОГ. В результате, температура в камере сгорания двигателя и связанное с ней количество окислов азота в выхлопе могут быть ещё снижены. Электрический дополнительный насос (насос 2 циркуляции охлаждающей жидкости V178) управляется блоком управления двигателя и постоянно работает после запуска двигателя. Механическая часть двигателя Система питания Схема и детали системы

1 - Подкачивающий топливный насос G6 Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль. 2 - Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами. 3 - Дополнительный топливный насос V393 Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу. 4 - Сетчатый фильтр Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц. 5 - Датчик температуры топлива G81 Измеряет текущую температуру топлива. 6 - Насос высокого давления (ТНВД) Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска. 7 - Клапан дозирования топлива N290 Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления. Подкачивающий топливный насос G6 Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева Дополнительный топливный насос V393 Сетчатый фильтр Датчик температуры топлива G 81 Насос высокого давления (ТНВД) 8 - Регулятор давления топлива N276 Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления. 12 - Форсунки N30, N31, N32, N33 S403 021

9 - Аккумулятор давления (топливная рампа) Накапливает под высоким давлением топливо, необходимое для впрыска во все цилиндры.
10 - Датчик давления топлива G247 Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.
11 - Редукционный клапан Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.
7    -    Клапан дозирования топлива N290 8    -    Регулятор давления топлива N276 Высокое давление 230-1800 бар
9    -    Аккумулятор давления (топливная рампа) 10-    Датчик давления топлива G247 11 -    Редукционный клапан Давление в обратной магистрали форсунок, 10 бар Давление в напорной магистрали Давление в обратной магистрали
12-    Форсунки N30, N31, N32, N33 Механическая часть двигателя Система впрыска Common-Rail В системе питания нового двигателя 2,0 л TDI применена система впрыска Common Rail. Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления.
Термин «Common-Rail» означает «общая балка/рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы (аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров. Аккумулятор давления (топливная рампа) В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД). Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе) и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам. Управление системой впрыска Common-Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC 17. Эта система впрыска отличается следующими особенностями. •    Давление впрыска может свободно варьироваться и устанавливаться на уровне, соответствующем режиму работы двигателя. •    Высокое давление впрыска, достигающее 1800 бар, способствует хорошему перемешиванию горючей смеси в цилиндре. •    Процесс впрыска отличается гибкостью и позволяет выполнять по нескольку предварительных и дополнительных впрысков. Система впрыска Common-Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя.
Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя. Форсунки Клапан дозирования топлива N290 ^ ТНВД Подводящий трубопровод аккумулятора давления (топливной рампы) S403 055

Принцип действия системы впрыска Common-Rail с пьезоэлектрическими форсунками описан в материалах программы самообучения 351 «Система впрыска Common-Rail двигателя 3,0 л V6 TDI». Механическая часть двигателя Форсунки Подвод топлива (подключение к магистрали высокого давления)
Обратный топливопровод Электрический разъём Фильтр Пьезоэлемент Поршень толкателя Поршень переключаю-щего клапана Пружина поршня переключающего клапана Клапан Дроссельная пластина Пружина распылителя Уплотнительное кольцо Игла распылителя S403_024
В системе впрыска Common-Rail двигателя 2,0 л TDI используются пьезоэлектрические форсунки.
Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном. Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом. Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества: •    короткое время переключения, •    возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта, •    точность дозировки впрыска. Процесс впрыска Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков. Управляющее напряжение (В)
Впрыск топлива (мгновенный расход топлива) Предварительный впрыск Добавочный впрыск Основной впрыск
Дополнительный топливный насос V393 Дополнительный топливный насос является насосом шиберного типа. Он находится у «Тигуан» в моторном отсеке и предназначен для подачи топлива из бака в напорную магистраль, ведущую к ТНВД. Дополнительный топливный насос управляется с помощью реле от блока управления двигателя и поднимает давление, создаваемое предварительным электрическим насосом, установленным в топливном баке, до 5 бар. Этого достаточно для обеспечения работы ТНВД во всех режимах. Дополнительный топливный насос V393

Последствия отказа При отказе дополнительного топливного насоса мощность двигателя снизится, но он продолжит работу. Однако запуск двигателя при этом невозможен. Дополнительный топливный насос V393 От топливного бака Электрический разъём
К топливному насосу высокого давления
От дополнительного высокого давления
Сетчатый фильтр Для защиты ТНВД от загрязнения частицами, например, продуктами механической выработки, в подводящей магистрали установлен сетчатый фильтр. Механическая часть двигателя Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень от коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска.
С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик. Устройство насоса высокого давления Впускной клапан Плунжер насоса Клапан дозирования топлива N290 Пружина плунжера Приводной вал Выпускной клапан Штуцер для подключения к топливной рампе Штуцер для подвода топлива Штуцер обратного топливопровода Перепускной клапан Кулачки Схематическое представление насоса высокого давления

При регулировке ГРМ двигателя необходимо отрегулировать положение приводного вала ТНВД. Следуйте при этом указаниям руководства по ремонту.
Впускной клапан Область высокого давления Механическая часть двигателя
Дополнительный топливный насос подаёт насосу высокого давления топливо в количестве, необходимом для каждого режима работы двигателя.
Через дозирующий клапан топливо попадаёт в область высокого давления двигателя. Кулачки приводного вала приводят плунжер насоса в возвратно-поступательное движение. Выпускной клапан При возвратном движении плунжера объём камеры сжатия увеличивается. По этой причине давление в камере сжатия падает по сравнению с давлением топлива в корпусе насоса. Под действием этого перепада давления впускной клапан открывается, и топливо затекает в камеру сжатия. Впускной клапан Механическая часть двигателя Рабочий ход После начала движения плунжера в прямом направлении давление в камере сжатия возрастает, и впускной клапан закрывается. Как только давление в камере сжатия превысит давление в рампе, открывается выпускной (обратный) клапан, и топливо начинает поступать в рампу. Клапан дозирования топлива встроен в насос высокого давления. Он управляет подачей топлива в контур высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, которое нужно закачать для создания скачка высокого давления. Преимущество такой конструкции состоит в том, что ТНВД должен формировать импульсы давления только тогда, когда это необходимо для работы двигателя. Это позволяет снизить мощность, потребляемую насосом высокого давления, и исключить ненужный нагрев топлива. Принцип работы ш
В обесточенном состоянии клапан дозирования    С помощью ШИМ-сигнала клапан дозирования топлива открыт. Для ограничения дозы топлива,    периодически закрывается. В зависимости от подаваемого в камеру сжатия, управление клапана    коэффициента заполнения сигнала изменяется осуществляется от блока управления двигателя    положение золотника, и, тем самым, регулируется сигналом с широтно-импульсной модуляцией    к°личеств° топлива в камере сжатия ТНВД. (ШИМ). Мощность двигателя падает. Система управления двигателя работает в аварийном режиме.
Последствия отказа Механическая часть двигателя Принцип работы Область низкого давления Перепускной клапан Давление топлива в области низкого давления регулируется с помощью перепускного клапана.

Дополнительный топливный насос подаёт топливо из топливного бака к ТНВД под давлением около 5 бар. Этого достаточно для обеспечения работы ТНВД во всех режимах. Перепускной (редукционный) клапан удерживает давление топлива на входе в ТНВД на уровне 4,3 бар. Топливо, подаваемое дополнительным насосом, давит на плунжер перепускного клапана, удерживаемого пружиной. Когда давление превышает 4,3 бар, перепускной клапан открывается и топливо начинает поступать в обратный топливопровод. Избыток топлива, таким образом, стекает обратно в топливный бак. Регулировка давления в топливной рампе В системе впрыска Common-Rail автомобиля Tiguan для регулирования давления в аккумуляторе высокого давления применяется т. н. концепция двойного регулирования. Для этого используются регулятор давления топлива N276 и клапан дозирования топлива N290, которые управляются блоком управления двигателя с помощью сигнала с широтно импульсной модуляцией (ШИМ).
В зависимости от режима работы двигателя регулирование давления осуществляется одним из двух клапанов. Регулирование посредством регулятора давления топлива N276 При пуске двигателя и для прогрева топлива регулирование высокого давления осуществляется регулятором давления топлива N276. Для того чтобы быстрее прогреть топливо, насос высокого давления подаёт в камеру сжатия больше топлива, чем требуется для работы двигателя. Избыточное топливо через регулятор давления N 276 возвращается в обратный топливопровод. Регулирование посредством клапана дозирования топлива N290 При больших цикловых подачах и при высоких давлениях уровень давления в топливной рампе регулируется клапаном дозирования топлива. При этом в топливную рампу подаётся именно столько топлива, сколько необходимо двигателю в текущем режиме работы. Мощность, потребляемая насосом высокого давления, снижается, и ненужный нагрев топлива исключается. Регулирование с использованием обоих клапанов В режимах холостого хода, принудительного холостого хода и при малых цикловых подачах давление топлива регулируется с помощью обоих клапанов. При этом достигается высокая точность регулирования, улучшающая как работу в режиме холостого хода, так и переход к принудительному холостому ходу. Концепция двойного регулирования Регулирование высокого давления посредством регулятора давления топлива N276 Количество впрыскиваемого топлива Число оборотов
Регулирование высокого давления посредством клапана дозирования топлива N290 Регулирование с использованием обоих клапанов Механическая часть двигателя Регулятор давления топлива N276 Регулятор давления топлива установлен на топливной рампе. Регулятор давления топлива N276

Необходимая величина давления в топливной рампе устанавливается с помощью открывания и закрывания клапана регулятора. Управление регулятором давления осуществляется от блока управления двигателя с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Конструкция Катушка электромагнита Игла клапана Аккумулятор давления (топливная рампа) Электрический разъём Якорь Пружина клапана
Обратная магистраль к топливному баку
Принцип работы В отличие от прежних систем впрыска регулятор в системе Common-Rail в обесточенном состоянии открыт. Пружина клапана

Регулятор в исходном состоянии (двигатель выключен) Если на регулятор не подан сигнал управления, то под действием пружины он находится в открытом состоянии. Область высокого давления соединена с обратной топливной магистралью. Благодаря этому обеспечивается сообщение между областями высокого и низкого давления. При этом пузырьки, которые могут образоваться в топливной рампе при остывании двигателя, удаляются и не вызывают затруднений при пуске двигателя. Регулятор включен (двигатель работает) Для регулировки рабочего давления в топливной рампе в диапазоне от 230 до 1800 бар блок управления двигателя формирует для переключения регулятора сигналы с широтно-импульсной модуляцией. Эти сигналы управляют магнитным полем в катушке. Якорь регулятора втягивается, и игла клапана садится в седло. Давление в топливной рампе преодолевается силой электромагнита. В зависимости от коэффициента заполнения управляющего сигнала изменяется сечение прохода в объёмобратную магистраль и, тем самым, количество возвращаемого топлива. Кроме того, таким образом сглаживаются скачки давления в топливной рампе. Блок управления двигателя J623 S403_034
Последствия отказа При отказе регулятора давления работа двигателя невозможна, потому что не может быть создано давление, необходимое для впрыскивания топлива. Система управления двигателя Схема системы Датчики Датчик оборотов двигателя G28 Датчик Холла G40 бЬ=і

Датчик положения педали акселератора G79/ Датчик положения педали акселератора 2 G185
Расходомер воздуха G70 Датчик температуры охлаждающей жидкости G62 Датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из радиатора G83 Датчик давления наддува G31
Датчик температуры воздуха на впуске G42 Датчик температуры топлива G81 Датчик давления топлива G247 Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212 Контрольная лампа системы предварительного накаливания K29 Контрольная лампа сажевого фильтра K231 Лампа check Блок управления комбинации приборов J285 Лямбда-зонд G39 edjp пгі^ I
Датчик 1 давления ОГ G450 Датчик температуры ОГ 1 G235 Датчик температуры ОГ 3 G495 Датчик температуры ОГ 4 G648 Выключатель стоп-сигнала F Датчик положения педали сцепления G476

Датчик положения направляющего аппарата турбонагнетателя G581 Датчик положения заслонок впускных каналов (потенциометр) G336 Потенциометр воздушной заслонки G69 Исполнительные механизмы Реле топливного насоса J17 Подкачивающий топливный насос G6 Шина CAN-привод
Реле дополнительного топливного насоса J832 Дополнительный топливный насос V393
Форсунка цилиндра 1 N30 Форсунка цилиндра 2 N31 Форсунка цилиндра 3 N32 Форсунка цилиндра 4 N33
Клапан дозирования топлива N290 Регулятор давления топлива N276 Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75 Электродвигатель привода заслонок впускных каналов V157 Блок управления двигателя J623
Блок воздушной заслонки J338 Клапан рециркуляции ОГ N18 Переключающий клапан радиатора системы рециркуляции ОГ N345 Насос 2 циркуляции охлаждающей жидкости V178 Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19 Блок управления свечей накаливания J179 Свеча накаливания 1 Q10 Свеча накаливания 2 Q11 Свеча накаливания 3 Q12 Свеча накаливания 4 Q13 Система управления двигателя
Система управления двигателя
Для управления двигателем 2,0 л TDI с впрыском Common-Rail используется электронная система управления дизельного двигателя EDC 17 фирмы Bosch.
Система управления EDC 17 является усовершенствованным вариантом EDC 16. В отличие от своего прототипа, блок управления EDC 17 отличается более высокой производительностью и большим объёмом памяти. Кроме того, эта система способна обеспечить управление другими узлами, которые могут быть установлены в дальнейшем. Подключение блоков управления к шине данных CAN На представленной схеме показано, как блок управления двигателя встроен в структуру шины CAN автомобиля. Посредством шины CAN происходит обмен данными между различными блоками управления. J104    Блок управления ABS J217    Блок управления АКП J234    Блок управления подушек безопасности J285    Блок управления комбинации приборов J527 Блок управления рулевой колонки J533 Диагностический интерфейс шин данных J623 Блок управления двигателя Турбонагнетатель Для создания давления наддува в двигателе 2,0 л TDI используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией. Датчик положения направляющего аппарата турбонагнетателя G581 Турбонагнетатель Успокоитель потока S403 039
Он имеет регулируемые направляющие лопатки, посредством которых можно управлять потоком ОГ, направленным на колесо турбины. Достоинство такой конструкции состоит в том, что во всём диапазоне оборотов двигателя можно обеспечить оптимальное давление наддува и хорошие условия для сгорания топлива. Благодаря регулируемым лопаткам при низких оборотах двигателя достигается большой крутящий момент и создаются хорошие условия для разгона автомобиля, а при высоких оборотах — экономичность и снижение токсичности ОГ. Управление лопатками осуществляется посредством тяг с вакуумным приводом.
Успокоитель потока В магистрали наддува после турбонагнетателя установлен успокоитель потока. Он предназначен для снижения шума от работы турбонагнетателя. Резонансные полости Конструкция и принцип действия При необходимости разгона с максимальным ускорением турбонагнетатель должен как можно быстрее создать давление наддува. Колесо турбины и насосное колесо быстро ускоряются, и мощность турбонагнетателя достигает своего предела. В результате в воздушном потоке могут возникать перепады давления, создающие шум в магистрали наддува. Поток наддувочного воздуха приводит в колебание воздух в резонансных полостях. Эти колебания имеют частоту, близкую к частоте шумов наддувочного воздуха. При сложении звуковые колебания от наддувочного воздуха и от резонансных полостей успокоителя подавляют друг друга, и интенсивность шума снижается до минимума. Система управления двигателя Регулирование давления наддува Регулятор давления наддува управляет количеством воздуха, подаваемого турбонагнетателем. S403 040
Условные обозначения
1    - Вакуумная система двигателя 2    - Блок управления двигателя J623 3    - Входной воздух 4    - Интеркулер (промежуточный охладитель наддувочного воздуха) 5    - Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75 6    - Насосная секция турбонагнетателя 7    - Вакуумный привод 8    - Турбина с изменяемой геометрией 9    - Датчик давления наддува G31/датчик температуры воздуха на впуске G42 Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75 Электромагнитный клапан ограничения давления наддува N75 S403 097
Электромагнитный клапан ограничения давления наддува является электропневматическим устройством. С помощью этого клапана регулируется разрежение, посредством которого работает механизм управления направляющих лопаток. Последствия отказа При выходе из строя этого клапана не создаётся разрежение, необходимое для работы вакуумного привода. Пружина вакуумного привода устанавливает регулировочную тягу в такое положение, когда направляющие лопатки турбины ориентируются под большим углом (аварийный режим). При низких оборотах двигателя и, следовательно, при низком давлении ОГ возможно только низкое давление наддува. Мощность двигателя недостаточна, и активная регенерация сажевого фильтра невозможна. Датчик давления наддува G31/датчик температуры воздуха на впуске G42 Датчик давления наддува G31 и датчик температуры воздуха на впуске G42 объединены в одном корпусе, установленном во впускном коллект°ре.    Датчик давления наддува G31/датчик температуры воздуха на впуске G42 Интеркулер S403 096
Датчик давления наддува G31 Использование сигнала
Датчик давления наддува служит для измерения текущего давления воздуха во впускном коллекторе. Блок управления двигателя использует сигнал этого датчика для регулирования давления наддува. Последствия отказа В случае отказа датчика никакого заменяющего сигнала не предусмотрено. Регулирование давления наддува отключается и мощность двигателя заметно снижается. Активная регенерация сажевого фильтра становится невозможной. Датчик температуры воздуха на впуске G42 Блок управления двигателя использует сигнал датчика температуры для регулирования давления наддува. Этот сигнал используется в блоке управления для корректировки результатов измерения давления с учетом зависимости плотности воздуха от температуры. Датчик положения направляющего аппарата турбонагнетателя G581 Датчик положения направляющего аппарата турбонагнетателя встроен в вакуумный привод управления турбонагнетателя. Он представляет собой датчик перемещения и предоставляет блоку управления двигателя информацию о положении направляющих лопаток турбонагнетателя. Использование сигнала Сигнал датчика характеризует текущее положение направляющих лопаток. Этот сигнал вместе с сигналом датчика давления наддува G31 дают полную информацию о регулировании турбонаддува. Датчик положения направляющего аппарата турбонагнетателя G&S1 При выходе из строя При выходе датчика из строя оценка положения направляющих лопаток производится на основе сигнала датчика давления наддува и числа оборотов двигателя. При этом загорается лампа check engine. Система управления двигателя Рециркуляция ОГ Рециркуляция ОГ служит для уменьшения выброса окислов азота. В процессе рециркуляции часть ОГ возвращается и снова используется в процессе сжигания топлива. При этом доля кислорода в топливовоздушной смеси уменьшается, что приводит к уменьшению скорости горения топлива. В результате температура горения снижается, и выброс окислов азота сокращается. Условные обозначения
S403 046
1    - Входной воздух 2    - Блок воздушной заслонкиJ338 с потенциометром воздушной заслонки G69 3    - Клапан рециркуляции ОГ с потенциометром системы рециркуляции G212 и клапаном рециркуляции ОГ N18 4    - Блок управления двигателя J623 5    - Трубопровод для подвода ОГ 6    - Датчик температуры охлаждающей жидкости 7    - Лямбда-зонд G39 8    - Выпускной коллектор 9    - Турбонагнетатель 10    - Охладитель ОГ 11    - Переключающий клапан радиатора системы рециркуляции ОГ N345 12    - Электродвигатель привода заслонок впускных каналов V157 с потенциометром G336 Количество рециркулирующих газов регулируется в соответствии с характеристикой, заложенной в блок управления двигателя. При этом учитывается число оборотов двигателя, цикловая подача, масса потребляемого воздуха, его температура и давление наддува. В выпускном тракте перед сажевым фильтром находится широкополосный лямбда-зонд. С помощью лямбда-зонда можно измерить содержание кислорода в ОГ в широком диапазоне величин.
<<< Предыдущая страница  1     Следующая страница >>>


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я