Двигатель Audi 4,0 л V8 TDI семейства EA898. Устройство и принцип действия

Занимая особое положение среди силовых агрегатов

Наряду с основными целями разработки следует отметить

в премиум-сегменте, двигатель V8 TDI обеспечивает хорошую

выполнение требования на создание единого агрегата для всех

тягу и достаточный резерв мощности в любой дорожной

рынков. Отнесение к конкретному экологическому классу

ситуации. Этим же путём последовательно идёт и новый V8 TDI.

зависит от системы выпуска ОГ, установленной на автомобиле.

Благодаря нагнетателю с электроприводом (EAV) он

Благодаря реализации описанных далее передовых технологий

обеспечивает отличную приёмистость.

были достигнуты следующие цели:

Модификации нового поколения двигателя предлагаются

• высокая мощность двигателя и высокий крутящий момент

со следующими характеристиками:

для спортивного позиционирования на модели S;

• диапазон мощности от 310 до 320 кВт;

• низкий расход топлива для высоких показателей

• максимальный крутящий момент до 900 Н·м;

эффективности в сегменте автомобилей с большой

• экологический класс Евро-6 (ZG);

мощностью;

• экспортные варианты по экологическому классу Евро-5

• низкая, с запасом на будущее, токсичность выбросов

и ULEV125.

по экологическим классам Евро-6, Евро-5 и ULEV125

для применения по всему миру;

• быстрый набор мощности и максимальная приёмистость,

а также высокий комфорт.

Учебные цели этой программы самообучения

652_002

В этой программе самообучения описываются устройство

• Какой архитектуре соответствуют узлы, расположенные

и принцип действия двигателя 4,0 л V8 TDI серии EA898.

в развале блока цилиндров?

• Как приводится в действие насос ОЖ и является ли он

Проработав настоящую программу самообучения, вы сможете

отключаемым?

ответить на следующие вопросы:

• Какое напряжение подаётся на электрический привод

нагнетателя (EAV)?

• Как работает система регулирования давления наддува?

2

Введение

Краткое описание и особенности

Общее с двигателем 3,0 л V6 TDI поколения 2 evo

Меры по снижению выбросов CO₂

• Концепция привода ГРМ.

• Инновационная система терморегулирования (ITM) 2.

• Концепция головок блока цилиндров.

• Концепция масляного насоса с полностью регулируемой

• Концепция системы терморегулирования.

производительностью.

• Концепция однопоточной системы рециркуляции ОГ высокого

• Снижение потерь на трение за счёт поршневых колец

давления.

с покрытием и уменьшения усилия предварительного сжатия.

• Уменьшение потерь на трение в опорах валов

турбонагнетателей.

• Использование моторного масла 0W-20.

Масляный насос

Система управления подъёмом

клапанов Audi valvelift system (AVS)

• Сблокированный масляный/вакуумный насос в масляном поддоне.

• Полностью регулируемая производительность масляного насоса.

• На стороне впуска и на стороне выпуска.

Цепной привод

масляного/

вакуумного насоса

Масляный

и вакуумный

652_032

насосы

652_021

Встроенный масляный фильтр

• Установлен в масляном поддоне под щитком.

Масляный фильтр

652_022

Активные опоры двигателя

• Снижение вибрации двигателя.

652_088

4

Контур высокого давления

Комбинированная нейтрализация

топливной системы

отработавших газов

• Система впрыска Common Rail с давлением впрыска до 2500 бар.

• Комбинированный NOC (окислительный нейтрализатор NO_x) и сажевый

фильтр с покрытием SCR, установленный в непосредственной близости

от двигателя (в развале блока цилиндров).

652_017

652_023

Наддув

• Комбинация из активного и пассивного турбонагнетателей.

• Горячая сторона в развале блока цилиндров.

• Переключение пассивного турбонагнетателя через AVS со стороны

выпускных клапанов.

Активный

турбонагнетатель

Пассивный

турбонагнетатель

652_019

Нагнетатель с электрическим

приводом (EAV)

• Дополнение к обычным турбонагнетателям.

• Питание от бортовой подсети 48 В.

652_015

652_024

5

Технические характеристики

Внешняя скоростная характеристика двигателя 4,0 л V8 TDI EA898

(буквенное обозначение CZAC)

Мощность, кВт

Крутящий момент, Н·м

652_050

Выгравированный номер двигателя находится спереди

по направлению движения, под головкой блока цилиндров,

на выступающем краю блока в развале блока цилиндров.

Частота вращения, об/мин

652_007

Характеристики

Технические данные

Буквенное обозначение двигателя

CZAC

Конструктивное исполнение

8-цилиндровый V-образный с углом развала цилиндров 90°

Рабочий объём, см³

3956

Ход поршня, мм

91,4

Диаметр цилиндра, мм

83,0

Число клапанов на цилиндр

4

Порядок работы цилиндров

1-5-4-8-6-3-7-2

Степень сжатия

16,0 : 1

Мощность, кВт при об/мин

320 при 3750-5000

Крутящий момент, Н·м при об/мин

900 при 1000-3250

Топливо

Дизельное топливо, соответствующее стандарту EN 590

Наддув

Изменяемая геометрия турбины, активный и пассивный турбонагнетатели,

электрорегулятор давления наддува, EAV (нагнетатель с электроприводом)

Электронная система управления

Bosch CRS 3.25

двигателя

Максимальное давление впрыска, бар

2500 бар

Система нейтрализации ОГ

NOC (окислительный нейтрализатор NO_x), сажевый фильтр с покрытием SCR

со встроенным нейтрализатором NH₃

Экологический класс

Евро-6 (ZG)

Выбросы CO₂, г/км

189-198 ¹⁾

¹⁾ Зависит от размерности шин.

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://vwts.info

6

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

Концепция двигателя с «горячей стороной» в развале блока цилиндров

Турбонагнетатель и система рециркуляции ОГ размещены

и выброса вредных веществ. Система рециркуляции ОГ

в развале блока цилиндров. Эта компактная компоновка

расположена на самом нижнем уровне развала блока

соответствует многоуровневой архитектуре и благодаря

цилиндров.

двухпоточной системе выпускного коллектора обеспечивает

Пропускающий отработавшие газы по U-образному пути

короткие пути газов, а также близкое к двигателю расположение

радиатор этой системы с пневматическим перепускным

компонентов системы нейтрализации ОГ. Эта концепция,

клапаном и электромагнитным клапаном рециркуляции ОГ

с «горячей стороной» в развале блока цилиндров, создаёт

(GX5) оптимизирован для достижения минимальных потерь

основу для достижения целей в отношении расхода топлива

давления.

Компоненты в развале блока цилиндров

Выпускной коллектор

Группа наддува

Активный

турбонагнетатель

Пассивный

турбонагнетатель

Система рециркуляции ОГ

652_044

7

Механическая часть двигателя

Блок цилиндров

Блок цилиндров из сплава GJV450, изготовленный методом

литья в песчаные многоместные формы, — абсолютно новая

разработка. Расположение «горячей стороны» наддува

в развале блока цилиндров и раздельное охлаждение головок

и блока во многом определили геометрию блока цилиндров.

При конструировании блока цилиндров ставилась задача

последовательного и целенаправленного уменьшения толщины

стенок. Сложные участки подачи масла и ОЖ к теплообменникам

масло — ОЖ были вынесены из блока цилиндров

и интегрированы в алюминиевую передающую плиту простой

конструкции.

Раздельное охлаждение головок и блока позволяет

охлаждающей жидкости в блоке цилиндров не циркулировать

при холодном пуске, что в сочетании с малым объёмом рубашки

охлаждения улучшает прогрев.

Для достижения оптимальной цилиндрической формы зеркала

цилиндров хонингуются на специальных станках с применением

оснастки, имитирующей установку ГБЦ. Этот метод — главное

условие для надёжной работы поршневых колец с малым

предварительным натягом и важный вклад в оптимальный

баланс потерь мощности на трение.

Встроенный в масляный

поддон масляный фильтр

Поршни

Для снижения трения и повышения прочности алюминиевые

поршни с кольцевым каналом охлаждения оснащены втулками,

а палец имеет покрытие DLC ¹⁾. Подвергаемый высоким

нагрузкам край выемки в днище после процесса отливки

и предварительной обработки переплавляется с помощью

энергии лазера, чтобы сохранить как можно более тонкую

и высокопрочную структуру алюминия.

Особое внимание при расчёте параметров поршневых колец

Переплавленный

уделялось снижению трения. Так, например, используются

край выемки

слабый предварительный натяг и малая высота колец.

Необходимую износостойкость первого (маслосъёмного) кольца

удалось реализовать за счёт комбинированного многослойного

покрытия из PVD (physical vapour deposition) и DLC ¹⁾.

Кольцевой канал

охлаждения

Поршневой палец

с покрытием DLC ¹⁾

¹⁾ DLC (Diamond like Carbon) — это аморфный или

Втулка

алмазоподобный углерод. Эти покрытия обладают очень

высокой твёрдостью и отличаются очень низким

коэффициентом сухого трения. Их можно отличить

по чёрно-серой глянцевой поверхности.

652_026

8

Блок цилиндров

Шестерня для привода

насоса ОЖ

Масляный радиатор

(теплообменник масло — ОЖ)

Масляный и вакуумный насосы

652_025

Передающая плита

Участок контура циркуляции масла и ОЖ перед

теплообменниками масло — ОЖ был вынесен из блока

цилиндров и интегрирован в алюминиевую передающую плиту

простой конструкции.

Передающая плита

Теплообменник

масло — ОЖ 2

Теплообменник

масло — ОЖ 1

652_008

9

Привод ГРМ

Компоновка, известная по семейству двигателей V6 TDI, была

двухвальный привод. Это надёжно защищает от резонансов

применена и для нового двигателя V8 TDI, поэтому привод ГРМ

и высоких нагрузок на цепь во всём диапазоне частоты

расположен со стороны маховика. С учётом высоких

вращения двигателя.

динамических нагрузок на топливный насос высокого давления

Привод установленного в масляном поддоне масляного/

при применении системы впрыска с давлением 2500 бар

вакуумного сдвоенного насоса в этом двигателе осуществляется

цепной привод ТНВД выполнен как крутильно-жёсткий

отдельной цепью напрямую от носка коленвала.

Цепной

привод

предыдущей

модели

Цепной привод

нового

поколения

652_027

Топливный насос высокого

давления

Цепной привод

ТНВД

Проходной вал

насоса ОЖ

Привод ГРМ

Цепной привод

масляного

и вакуумного

насосов

Масляный

и вакуумный

насосы

652_028

10

Привод распредвалов

Благодаря промежуточной шестерне в ГБЦ для реализации

дополнительных опорах было как можно меньше, опора

передаточного отношения 2 : 1 удалось отказаться от крупных

промежуточной шестерни выполнена на основе игольчатого

звёздочек распредвалов. От этой промежуточной шестерни

подшипника. Для повышения надёжности при использовании

усилие привода распредвалов передаётся на зубчатую пару,

масел разного качества и разной вязкости в V-образных

каждая шестерня которой имеет компенсацию бокового зазора

дизельных двигателях Audi применяются только втулочные цепи

в зубьях для снижения шума. Чтобы трение в этих

с диффузионно-хромированными пальцами.

Цилиндрическая

зубчатая пара

с компенсацией

бокового зазора

Упор

омегообразной

пружины

в неподвижную

шестерню

Промежуточная

шестерня

Звёздочка

Омегообразная

пружина

Игольчатый

подшипник

Неподвижная

шестерня

652_029

Подвижная

шестерня

Механизм компенсации бокового зазора в зубьях

Выемка неподвижной

Омегообразная

Чтобы компенсировать боковой зазор в зубьях, омегообразная

шестерни

пружина

пружина устанавливается в выемку неподвижной шестерни

и натягивается в направляющей подвижной шестерни.

Отверстие

для эксцентрикового

пальца при монтаже

При установке шестерня распредвала фиксируется

во взведённом состоянии с помощью эксцентрикового пальца

и с зазором входит в зацепление с ведущей шестернёй. После

Стопорное

кольцо

монтажа эксцентриковый палец вынимается, усилие пружины

проворачивает обе шестерни друг относительно друга и боковой

Распредвал

зазор в зубьях пары шестерён исчезает.

Неподвижная

шестерня

Подвижная

шестерня

652_074

11

Головка блока цилиндров

Высокие требования к головке блока цилиндров относительно

были локализация облоя от литейных форм вне

мощности и максимального давления в цилиндрах выполняются

высоконагружаемых участков и возможность его

благодаря симметричному расположению клапанов

автоматизированного удаления.

с параллельными осями, а также двухконтурной рубашке

Конструктивное исполнение ГБЦ, учитывающее концепцию

охлаждения.

двигателя с «горячей стороной» наддува в развале блока

Чтобы исключить влияние микробороздок в зонах высокой

цилиндров, в сочетании с дальнейшей структурной оптимизацией

нагрузки, конструкция рубашки охлаждения и впускных каналов

привело к снижению массы обеих головок блока примерно

оптимизирована для уменьшения облоя. Целями оптимизации

на 7,0 кг по сравнению с предыдущей моделью двигателя.

Регулятор кулачка

впускного клапана

Форсунка

Перемещаемый

блок кулачков

Роликовый рычаг

клапана

Выпускной канал

к пассивному

турбонагнетателю

Свеча накаливания

Выпускной канал к активному

турбонагнетателю

652_030

Рубашка охлаждения

Верхняя рубашка охлаждения

Нижняя рубашка охлаждения благодаря высокой скорости

потоков ОЖ обеспечивает интенсивное охлаждение плиты камер

сгорания и высоконагруженных межклапанных перемычек.

По сравнению с предыдущей моделью двигателя

с нераздельной рубашкой охлаждения температуру перемычек,

несмотря на повышение мощности, удалось снизить почти

на 30 °C.

В верхней рубашке с меньшей потребностью в охлаждении

скорости потоков небольшие, чтобы потери давления со стороны

ОЖ оставались как можно ниже.

Нижняя рубашка охлаждения

652_031

Вентиляционный канал

При утечке в области уплотнительного кольца форсунки

давление из камеры сгорания может стравливаться через такой

канал. Вентиляционный канал расположен в головке блока

цилиндров над модулем впускного коллектора.

Он предотвращает попадание избыточного давления из камеры

сгорания через систему вентиляции картера на компрессорную

часть турбонагнетателей, что может нарушить их работу или

повредить/выдавить из блока цилиндров манжетные

уплотнения.

Вентиляционный канал

652_065

12

Система управления подъёмом клапанов Audi valvelift system (AVS)

Ключевым элементом переключаемой схемы обоих

открытия клапана варьируется с помощью двух разных

турбонагнетателей является система Audi valvelift system (AVS).

профилей кулачка, чтобы, с одной стороны, обеспечивать

Эта система, уже применяемая на бензиновых двигателях

оптимальную приёмистость, а с другой — выдавать номинальную

концерна VW, была усовершенствована для граничных условий

мощность за счёт долгой фазы открытия: узкая фаза —

дизельного двигателя.

для приёмистости (угол открытия 163° КВ), широкая фаза —

для мощности (угол открытия 185° КВ).

С учётом расположения форсунок и клапанов, стоящих

перпендикулярно плите камер сгорания, основной вал AVS

Благодаря регулированию впускных клапанов удалось

установлен на опорах между отдельными цилиндрами.

реализовать кривую подъёма этих клапанов, оптимальную как

На шлицах основного вала размещены отдельные блоки

для отзывчивости на низких оборотах, так и для наполнения

кулачков, перемещаемые в осевом направлении. Пальцы

камер сгорания на высоких оборотах. Такая комбинация

электромагнитного актюатора (регулятора кулачка) входят

с герметичной переключаемой схемой обоих турбонагнетателей,

в переключающую канавку блока кулачков и тем самым

реализуемой с помощью регулирования выпускных клапанов,

обеспечивают его осевое перемещение между двумя

обеспечивает существенное ускорение реакции на нажатие

фиксированными положениями. На стороне впуска ширина фаз

педали акселератора.

Сторона впуска

Сторона выпуска

Регулятор кулачка

впускного клапана

Форсунка

Блок кулачков

Блок кулачков

Регулятор кулачка

выпускного клапана

Свеча накаливания

Переключаемый

выпускной клапан

для переключаемого

наддува

163° КВ

652_075

652_032

185° КВ

13

Система вентиляции картера

Двигатель 4,0 л V8 TDI оснащён эффективной системой

вентиляции картера. Картерные газы через лабиринт подаются

вентиляции картера. Она состоит из модуля системы вентиляции

в оба маслоотделителя тонкой очистки с циклонными

картера и каналов картерных газов в клапанных крышках.

элементами (завихрителями), которые установлены

горизонтально и вертикально в закрытом корпусе. За счёт этого

Поднимающиеся из блока цилиндров картерные газы

отделяются последние остатки масла.

подводятся к центрам клапанных крышек и направляются через

маслоотделитель грубой очистки. Этот маслоотделитель состоит

Отделённое масло стекает по нескольким сливным каналам

из нескольких ведущих наверх ступенек (успокоительных камер),

и подаётся в масляный поддон над уровнем масла. Очищенные

которые отвечают за первый этап отделения масла от картерных

от масла картерные газы через клапан регулирования давления

газов. Далее картерные газы попадают в маслоотделитель

попадают в насосную секцию активного турбонагнетателя

тонкой очистки. Один такой маслоотделитель установлен

и подаются в камеры сгорания.

в левой клапанной крышке и два — в модуле системы

Обзор

Маслоотделитель

Очищенные картерные газы к насосной

тонкой очистки

секции активного турбонагнетателя

Модуль системы вентиляции картера

Возврат масла

Трубопровод вентиляции

Клапанная крышка со встроенным

с двумя маслоотделителями тонкой очистки

с жёстким соединением

маслоотделителем грубой очистки

652_009

14

Модуль системы вентиляции картера

В задней части двигателя находится модуль системы вентиляции

и канал стока масла от маслоотделителя тонкой очистки левого

картера. В него встроены два маслоотделителя тонкой очистки

ряда цилиндров.

для правого ряда цилиндров, клапан регулирования давления

Очищенные картерные

Маслоотделитель тонкой очистки

Обратный клапан

газы к насосной секции

для левого ряда цилиндров

активного

Чтобы в любых состояниях, например при замерзании системы

турбонагнетателя

Картерные газы

вентиляции картера, масло из масляного поддона

от левого ряда

не всасывалось во впускной тракт, предусмотрен

цилиндров

закрывающийся обратный клапан. Он установлен в возвратном

масляном канале модуля системы вентиляции картера.

Возврат масла

от левого ряда

цилиндров

Картерные газы

от правого ряда

Клапан

цилиндров

регулирования

давления

Маслоотделители тонкой очистки

для правого ряда цилиндров

Возврат масла

в масляный поддон

652_014

Обратный клапан

Маслоотделители тонкой очистки

По принципу действия маслоотделители тонкой очистки

или отключение этих двух пакетов обеспечивается запорными

являются центробежными — так называемыми осевыми

пружинами разной упругости. Маслоотделитель тонкой очистки

циклонами (Polyswirl^TM). Каждый такой отделитель состоит

открывается под действием потока картерных газов. Он зависит

из восьми постоянно открытых завихрителей, а также из двух

от частоты вращения двигателя. Закрытие осуществляется

пакетов по восемь завихрителей, которые подключаются или

усилием запорных пружин.

отключаются в зависимости от объёмного потока. Подключение

Запорные пружины

Постоянно открытые завихрители

Очищенные

картерные газы

Завихрение

Отделённое масло

Впуск картерных газов

(неочищенных)

Пакет из 8 завихрителей

(открывается

в зависимости

от объёмного потока)

Постоянно открытые

завихрители

652_016

15

Система смазки

Схема системы

Условные обозначения

A

Подшипник распредвала

B

Гидрокомпенсатор

A

A

A

A

A

C

Коренной подшипник

1

Турбонагнетатель 1

B

B

B

B

B

B

B

B

2

Турбонагнетатель 2

3

Дроссель

4

Теплообменник масло — ОЖ 1

5

Теплообменник масло — ОЖ 2

6

Модуль масляного фильтра

7

Натяжитель цепи, привод A

8

Натяжитель цепи, привод D

9

Форсунка охлаждения поршня

A

A

A

A

A

10

Обратный клапан

11

Клапан регулирования давления масла N428

12

Регулируемый масляный насос

B

B

B

B

B

B

B

B

13

Вакуумный насос

ГБЦ 2

3

4

6

5

10

Контур высокого давления

Контур низкого давления

10

10

12

13

16

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

B

B

1

2

A

A

A

A

A

B

B

B

B

B

B

B

B

ГБЦ 1

3

7

8

9

9

9

9

C

C

C

C

C

11

Блок цилиндров

Масляный поддон

652_005

17

Контур системы смазки

Пассивный

турбонагнетатель

Активный

турбонагнетатель

Натяжитель цепи

Каналы подачи масла

к распредвалам

и гидрокомпенсаторам

Главный

масляный канал

Форсунки охлаждения

поршней

Датчик давления

масла

F22

Теплообменник

масло — ОЖ 2

Модуль масляного

фильтра

(в масляном

поддоне)

Теплообменник

масло — ОЖ 1

Клапан регулирования

давления масла

N428

Масляный

и вакуумный

насосы

652_047

Масляный фильтр

Для компактности масляный фильтр установлен внутри

масляного поддона. Доступ к этому фильтру возможен через

сервисную крышку на поддоне.

Сменный

элемент

масляного

фильтра

Сервисная крышка

на масляном фильтре

с уплотнительным

кольцом

Сервисная крышка

на масляном поддоне

с уплотнительным кольцом

652_010

18

Масляный насос

В контуре системы смазки применяется масляный насос

адаптацию создаваемого давления/объёмного потока

с полностью регулируемой производительностью от двигателя

в зависимости от нагрузки и частоты вращения. Кроме того,

V6 TDI, доработанный для удовлетворения потребности в масле

для оптимизации трения параметрическая характеристика

двигателя V8 TDI. Шиберный насос, плавно регулируемый

управления насоса предусматривает регулирование/отключение

с помощью эксцентрикового кольца, обеспечивает оптимальную

подачи масла на форсунки охлаждения поршней.

Устройство

Пластинчатый

Ротор с шиберами

клапан

Клапан

Крышка

Ротор с лопастью

вакуумного

вакуумного насоса

насоса

Приводной вал

Регулирующее

Крышка масляного

кольцо с пружиной

насоса

Клапан

Маслозаборник

холодного пуска

Сетчатый масляный

фильтр

652_052

Охлаждение масла

Для быстрого нагрева масла после холодного пуска поток ОЖ

по мере необходимости только при высоких температурах масла

к теплообменникам масло — ОЖ отключается. В фазе холодного

посредством переключения клапана масляного радиатора.

пуска и при низких нагрузках двигателя охлаждающая жидкость

через теплообменники масло — ОЖ не течёт. ОЖ подаётся в них

Передающая

плита

Теплообменник

масло — ОЖ 2

Теплообменник

масло — ОЖ 1

652_008

19

Система рециркуляции ОГ

Обзор

При высокой температуре в камерах сгорания любого ДВС

в камеры сгорания. За счёт этого сокращается доля свежего,

в процессе горения топлива с избытком воздуха образуются

богатого кислородом воздуха, что замедляет химические

нежелательные оксиды азота. От большой части этих продуктов

реакции, протекающие в камерах сгорания. Это приводит

сгорания позволяет избавиться рециркуляция ОГ. Система

к снижению температуры в камерах сгорания, в результате чего

рециркуляции ОГ отводит часть отработавших газов обратно

образуется значительно меньше NO_x.

Место отбора ОГ

Активный

из активного

турбонагнетатель

турбонагнетателя

Датчик давления

в системе

рециркуляции ОГ

G691

Клапан

рециркуляции ОГ

GX5

Трубопровод

наддувочного

Радиатор

воздуха

системы

рециркуляции

ОГ

652_062

Место входа ОГ

в трубопровод наддувочного

воздуха

20

Радиатор системы рециркуляции ОГ

Поток охлаждающей жидкости

Схема протока газов через радиатор системы рециркуляции ОГ

Радиатор системы

Выход ОГ

Вход ОГ

предусматривает двойной по сравнению с длиной радиатора

рециркуляции ОГ

путь газов через радиатор. Отработавшие газы из выпускного

коллектора проходят по U-образному пути через нижнюю

и верхнюю части радиатора системы рециркуляции ОГ.

Они проходят по трубкам радиатора и отдают тепло

охлаждающей жидкости. Для увеличения площади

теплопередачи на газопроводящих трубках имеются углубления.

Холодная ОЖ попадает в радиатор системы рециркуляции ОГ

в области входа горячих отработавших газов. В верхней части

радиатора происходит так называемое прямоточное

охлаждение, а в нижней — противоточное.

Выход ОЖ

Вход ОЖ

Газопроводящие

трубки с углублениями

Клапан

рециркуляции ОГ

GX5

652_066

Перепускной режим

Режим охлаждения

Внешняя рециркуляция ОГ отличается тем, что отработавшие

Для ещё более эффективного сокращения оксидов азота

газы на стороне выпуска двигателя отбираются из выпускного

применяется дополнительное жидкостное охлаждение

коллектора и подаются снова в камеры сгорания. При холодном

отработавших газов посредством радиатора системы

двигателе горячие ОГ через перепускной канал отводятся прямо

рециркуляции ОГ. Перепускной клапан, управляемый клапаном

в тракт наддувочного воздуха. Это способствует быстрому

обходного канала охлаждения системы рециркуляции ОГ N386,

прогреву окислительного нейтрализатора и двигателя.

открывает доступ к радиатору системы рециркуляции ОГ. Теперь

отработавшие газы проходят через трубки, омываемые

охлаждающей жидкостью, и отдают ей тепло. В результате

снижается температура в камерах сгорания и уменьшается доля

NO_x в отработавших газах.

Пневматический

Вход ОГ

Пневматический

Вход ОГ

перепускной клапан

перепускной клапан

системы рециркуляции ОГ

системы рециркуляции ОГ

Клапан

Клапан

рециркуляции ОГ

рециркуляции ОГ

К входу системы

GX5

К входу системы

GX5

рециркуляции ОГ

рециркуляции ОГ

на трубопроводе

на трубопроводе

наддувочного

наддувочного

воздуха

воздуха

Перепускной

Перепускной

клапан радиатора

клапан радиатора

открыт

закрыт

Радиатор системы

Выход ОЖ

Радиатор системы

Выход ОЖ

рециркуляции ОГ

рециркуляции ОГ

652_045

652_046

21

Система охлаждения

Схема системы

1

2

V488

N509

3

4

N474

6

8

5

7

9

10

12

G8

11

13

14

15

15

16/F265

17

18

G62

15

G83

19

20

V645

J671

J293

21

15

652_004

22

Пояснения к иллюстрации на стр. 22

1

Передний теплообменник отопителя

F265 Термостат системы охлаждения двигателя с электронным

2

Задний теплообменник отопителя

управлением

3

Радиатор ATF

4

Турбонагнетатель 1

G8

Датчик температуры масла

5

Расширительный бачок системы охлаждения

G62

Датчик температуры ОЖ

6

Головка блока цилиндров ряда 1

G83

Датчик температуры ОЖ на выходе из радиатора

7

Полублок цилиндров ряда 1

G812 Датчик 3 температуры ОЖ

8

Головка блока цилиндров ряда 2

9

Полублок цилиндров ряда 2

J293

Блок управления вентилятора радиатора

10

Радиатор системы рециркуляции ОГ

J671

Блок управления 2 вентилятора радиатора

11

Турбонагнетатель 2

12

Теплообменник масло — ОЖ 1

N474 Форсунка восстановителя

13

Теплообменник масло — ОЖ 2

N509 Клапан охлаждения масла КП

14

Насос ОЖ

15

Обратный клапан

V488 Вспомогательный насос отопителя

16

Поворотная заслонка с электрически нагреваемым

V645 Насос ОЖ нагнетателя с электроприводом

термостатическим элементом с восковым наполнителем

17

Регулирующий клапан контура охлаждения масла

18

Нагнетатель с электрическим приводом (EAV)

19

Регулирующий клапан контура охлаждения головок/блока

Охлаждённая ОЖ

20

Дроссель

21

Радиатор охлаждающей жидкости

Горячая ОЖ

Детали и узлы на двигателе

Пассивный

турбонагнетатель

Радиатор системы

Активный

рециркуляции ОГ

турбонагнетатель

Клапан

рециркуляции ОГ

GX5

Удаление

воздуха

Термостат системы

охлаждения двигателя

с электронным

управлением

F265

Возврат

из радиатора ОЖ

Модуль системы

Регулирующий клапан

охлаждения

контура масляного

радиатора

Насос ОЖ

Регулирующий клапан

контура охлаждения

головок/блока

Подача

в радиатор ОЖ

652_040

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://vwts.info

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

23

Модуль системы охлаждения

Новая концепция терморегулирования позволяет при отсутствии

циркуляции ОЖ в блоке цилиндров независимо подавать

охлаждающую жидкость к отопителю и к коробке передач,

радиатору системы рециркуляции ОГ и турбонагнетателям через

контур охлаждения ГБЦ.

Блок цилиндров и его головки охлаждаются по двум

параллельно подключённым контурам охлаждения. Объёмный

поток охлаждающей жидкости для обоих контуров проходит

от горячего входа в развале блока цилиндров поперёк через

блок цилиндров или его головку к холодной внешней стороне.

Расположенный в передней части двигателя насос ОЖ имеет

закрытую крыльчатку с трёхмерно изогнутыми лопастями

и непрерывно снабжает оба подконтура. Этот насос ОЖ

приводится через шестерню от проходного вала, включённого

в привод ГРМ.

Спереди на двигателе установлен модуль системы охлаждения,

в который встроены важные функциональные узлы контура

охлаждения. Спиральный корпус насоса ОЖ является основой

модуля системы охлаждения. Электронно-управляемый

термостат с поворотной заслонкой и электрически нагреваемым

термостатическим элементом с восковым наполнителем

для подключения большого контура охлаждения закреплён

652_060

на модуле системы охлаждения со стороны входа ОЖ. Кроме

того, в модуль встроены пневматический регулирующий клапан

Модуль системы охлаждения с насосом ОЖ

головок/блока, управляемый клапаном сброса давления N155,

и пневматический перепускной клапан масляного радиатора,

управляемый клапаном 2 обходного канала охлаждения

системы рециркуляции ОГ N387. Перечисленные электрические

клапаны управляются сигналами с широтно-импульсной

модуляцией и регулируют разрежение на указанных

пневматических клапанах.

Устройство

Подача ОЖ

Насос ОЖ

Регулирующий

Регулирующий клапан

к двигателю

клапан контура

контура охлаждения

охлаждения масла

головок/блока

Поворотная заслонка

(открытая)

Возврат

Подача

от двигателя

к радиатору ОЖ

Термостат системы охлаждения

двигателя с электронным управлением

F265

Возврат

от радиатора ОЖ

652_039

24

Электронно-управляемый термостат с поворотной заслонкой

и электрически нагреваемым термостатическим элементом с восковым наполнителем

Необходимый уровень температуры в контуре системы

в радиатор системы охлаждения не происходит. Нагретая

охлаждения в ГБЦ поддерживается с помощью электронного

охлаждающая жидкость направляется для прогрева масла ATF,

термостата (с нагреваемым термостатическим элементом

а при необходимости и в теплообменник отопителя салона.

с восковым наполнителем). При прогреве двигателя напряжение

Подача напряжения на электронно-управляемый термостат

на термостат не подаётся и он открывается при 90 °C. Таким

в рамках физических возможностей радиатора позволяет

образом, до достижения этой температуры передачи тепла

понизить уровень температуры в контуре охлаждения ГБЦ.

Управление поворотной заслонкой

Точка поворота

Поворотная заслонка

открывается

Направляющий

стержень

Канал для потока

ОЖ освобождается

Толкатель с пружиной

Термостатический

элемент с восковым

наполнителем

Электрический

Управляющий шток

разъём для нагрева

отжимает толкатель

термостатического

против усилия

элемента с восковым

пружины

наполнителем

652_070

Термостатический элемент представляет собой герметичный

толкатель перемещается по направляющему стержню. В точке

контейнер, заполненный воскообразным веществом,

поворота линейное движение толкателя преобразуется

расширяющимся при нагреве. С помощью встроенного

в поворотное движение заслонки. В результате поворотная

нагревательного элемента воскообразный наполнитель

заслонка открывается или закрывается. При остывании

расплавляется и существенно увеличивается в объёме. При этом

наполнитель снова сжимается, и управляющий шток под

управляющий шток смещается наружу и сдвигает толкатель

действием пружины вызывает закрывание поворотной заслонки.

против усилия пружины, а связанный с поворотной заслонкой

Термостат закрыт

Термостат открыт

652_042

652_041

Датчик температуры ОЖ

Датчик температуры ОЖ

на выходе из радиатора

G62

G83

25

Регулирующие клапаны с пневмоприводом (поворотные золотниковые клапаны)

На модуле системы охлаждения находятся два регулирующих

клапана. По принципу действия оба эти клапана являются

пневматически управляемыми поворотными золотниковыми

клапанами со следующими функциями.

Регулирующий клапан контура охлаждения головок/блока

Регулирующий клапан контура охлаждения масла

Во время прогрева двигателя контур охлаждения блока цилиндров

Для дополнительного ускорения прогрева двигателя в системе

перекрывается стоящим на его выходе поворотным золотниковым

предусмотрена концепция управления потоком ОЖ через

клапаном (управляемым с помощью вакуумного привода)

масляный радиатор. Для этого поворотный золотниковый

и циркуляции ОЖ через него, таким образом, не происходит.

клапан управляется клапаном 2 обходного канала охлаждения

Это делается для ускорения прогрева двигателя и снижения потерь

системы рециркуляции ОГ N387 сигналами с широтно-

на трение в кривошипно-шатунном механизме.

импульсной модуляцией.

После того как двигатель полностью прогреется, температура

Для быстрого нагрева масла после холодного пуска поток ОЖ

в контуре охлаждения блока цилиндров с помощью поворотного

к теплообменникам масло — ОЖ отключается. В фазе холодного

золотникового клапана с вакуумным приводом поддерживается

пуска и при низких нагрузках двигателя охлаждающая жидкость

на уровне около 105 °C. Это позволяет шатунно-поршневой

через теплообменники масло — ОЖ не течёт.

группе работать в оптимальном температурном диапазоне

с точки зрения минимизации потерь на трение. Для этого

поворотный золотниковый клапан управляется клапаном сброса

давления N155 сигналами с широтно-импульсной модуляцией

(ШИМ).

Принцип действия клапана контура охлаждения головок/блока

Поворотный золотниковый клапан закрыт

Тяга

Вакуумный привод

Разрежение

Поворотный золотник,

закрыт

652_012

Поворотный золотниковый клапан открыт

Поток ОЖ

Атмосферное

давление

Поворотный

652_011

золотник, открыт

26

Система впуска и наддува

Комбинированный кожух двигателя со встроенным воздушным фильтром

Кожух двигателя, функционально представляющий собой

при движении в условиях брызг/дождя, а также на бездорожье

крышку воздушного фильтра, составлен и сварен из нескольких

с креном в пределах допустимого бокового наклона автомобиля.

частей. В нижней части находится закреплённый на двигателе

Основной сток управляется атмосферным давлением

корпус воздушного фильтра с фильтрующими элементами,

(дренажный шланг).

патрубками к турбонагнетателям и креплениями

для маслозаливного патрубка. Кроме того, здесь установлены

Поскольку расход воздуха у двигателя очень высокий,

оба расходомера воздуха G70 и G246. Корпус воздушного

воздушный фильтр не имеет перепускного клапана.

фильтра имеет два воздухозаборных отверстия у передней

Всасываемый влажный воздух очищается от воды, ударяясь

несущей панели. Для удаления воды из корпуса воздушного

о расположенные внутри щитки слева и справа.

фильтра предусмотрена дренажная система с несколькими

Они же защищают фильтрующий элемент от промокания.

отверстиями, которая обеспечивает надёжный водосток

Обзор

Кожух двигателя из двух

частей (крышка воздушного

фильтра)

Маслозаливной

патрубок

Впускной

патрубок

Расходомер

воздуха 2

G246

Корпус воздушного

Фильтрующие

фильтра

элементы

воздушного

Щиток

фильтра

Расходомер воздуха

G70

Всасываемый

воздух из передней

части

Впускной

патрубок

с глушителем

652_058

27

Система впуска

Потоки наддувочного воздуха

В X-образном распределителе потоки наддувочного воздуха

трубопроводе спереди на двигателе. Подсоединённый к этому

обоих турбонагнетателей сначала соединяются, чтобы затем

трубопроводу по центру трубопровод рециркуляции ОГ

разделиться на равные по объёму части и через алюминиевый

с прорезями обеспечивает хорошее смешивание

напорный трубопровод, изготовленный по технологии IHU,

рециркулирующих отработавших газов со свежим воздухом.

устремиться к левому и правому промежуточным охладителям.

Форма трубопровода наддувочного воздуха способствует

В системе впуска в левый тракт наддувочного воздуха встроен

оптимальному равномерному распределению наддувочного

нагнетатель с электрическим приводом EAV, расположенный

воздуха по впускным коллекторам, расположенным на внешней

на кузове за промежуточным охладителем, но близко

стороне головок блока цилиндров. Встроенное управление

к двигателю. Он включается с помощью пневматического

завихрением посредством отдельной заслонки на каждый

перепускного клапана в зависимости от режима работы

цилиндр реализовано на каждом ряду через электрический

двигателя. После воздушных заслонок разделённые потоки

исполнительный механизм (электродвигатель привода заслонок

наддувочного воздуха снова соединяются в литом алюминиевом

впускных каналов 1 V157 и электродвигатель привода заслонок

впускных каналов 2 V275).

Схема системы

Пассивный

турбонагнетатель

Напорный

трубопровод между

турбонагнетателями

Правый промежуточный

охладитель

Активный

турбонагнетатель

Клапан подключения

нагнетателя

Датчик температуры

воздуха на впуске

G42

Трубопровод наддувочного воздуха

X-образный

(алюминий, литьё в песчаную форму)

распределитель

Напорный трубопровод между турбонагнетателями

Напорный трубопровод от выхода насосной секции активного

нагнетателя к валу пассивного турбонагнетателя необходим для

Напорный трубопровод

герметизации вала. В фазе подготовки к режиму битурбо, когда

Пассивный

открывается клапан рециркуляции, кратковременно создаётся

турбонагнетатель

Манжетные уплотнения

разрежение, которое могло бы высосать масло из подшипников

на валу турбонагнетателя

вала турбонагнетателя. Поэтому имеющееся давление наддува

активного турбонагнетателя используется для того, чтобы

в пространстве между обоими манжетными уплотнениями

создать давление, которое прижимает эти уплотнения к корпусу

и тем самым обеспечивает герметичность.

Модуль рециркуляции

наддувочного воздуха

GX37

Активный

(клапан рециркуляции)

турбонагнетатель

652_071

28

Впускной коллектор

Встроенное управление завихрением посредством отдельной

Блок заслонок впускного коллектора GX14 или

заслонки на каждый цилиндр реализовано на каждом ряду через

блок заслонок впускного коллектора 2 GX15

электрический исполнительный механизм (электродвигатель

с электродвигателем привода заслонок впускных

привода заслонок впускных каналов 1 V157 и электродвигатель

каналов 1 V157 или

привода заслонок впускных каналов 2 V275). Управление

с электродвигателем привода заслонок впускных

каналов 2 V275

завихрением воздуха на новом двигателе 4,0 л V8 TDI

осуществляется с помощью восьми вихревых заслонок.

Каналы с вихревой заслонкой направляют воздух

в наполняющие каналы, а каналы без вихревой заслонки —

в завихряющие каналы. Благодаря этому на низких оборотах

воздух попадает в цилиндры всегда через завихряющие каналы,

Выход наддувочного воздуха

а под нагрузкой — через оба впускных канала при открытой

к камерам сгорания

завихряющей заслонке.

Модуль рециркуляции наддувочного воздуха

GX37

(клапан рециркуляции)

Вал заслонок

впускных каналов

Заслонка впускного канала

на каждом цилиндре

Впускной

коллектор

(нижняя часть)

652_013

Вход наддувочного воздуха

Датчик температуры воздуха

на впуске 2

G299

Нагнетатель с электрическим приводом

(EAV)

с блоком управления нагнетателя

с электроприводом

J1123

Левый промежуточный

охладитель

Перепускной клапан EAV

652_035

29

Нагнетатель с электрическим приводом (EAV)

Основные компоненты нагнетателя с электрическим приводом

Характеристики нагнетателя с электрическим приводом

(EAV) — это нагнетатель и электродвигатель, размещённые

в общем корпусе.

Мощность

7 кВт

На нём находится электронный блок в собственном корпусе.

электродвигателя

В службе сервиса он называется блоком управления нагнетателя

с электроприводом J1123.

Максимальная частота

70 000 об/мин

Нагнетатель EAV установлен под левой фарой

вращения нагнетателя

на промежуточном охладителе.

Максимальное время

250 мс

разгона

Устройство

Корпус электронного блока

Рубашка

охлаждения

Блок управления нагнетателя

с электроприводом

Статор

J1123

Ротор

Насосное

колесо

652_049

Подшипники вала

Максимальная частота вращения в сочетании с её высокими

градиентами требуют подшипников, специально рассчитанных

на эти условия. Вал с насосным колесом и ротором опирается

в корпусе на фиксирующую и плавающую опоры в виде

шарикоподшипников со смазкой на весь срок службы.

Принцип действия

Разность между фактическим и рассчитанным динамическим

к затрачиваемой на разгон автомобиля мощности, реализуемой

номинальным давлением наддува составляет разницу давлений

в результате работы турбинной и насосной секций активного

наддува, которую должен компенсировать нагнетатель

турбонагнетателя. Как только стационарное номинальное

с электрическим приводом. Если превышено определённое

давление наддува для соответствующего режима работы

пороговое значение, активируется нагнетатель с электрическим

двигателя достигается, нагнетатель с электрическим приводом

приводом. Далее происходит взаимодействие между моделью

снова отключается. Он продолжает работать в режиме ожидания

давления наддува для двигателя и формированием

примерно на 5000 об/мин и остаётся в состоянии готовности.

номинальной величины в нагнетателе с электрическим

Для снижения шума нагнетатель с электрическим приводом

приводом. В этом случае применение нагнетателя

выполнен в закрытом корпусе.

с электрическим приводом дополнительно даёт прирост

30

Штуцеры и электрические разъёмы на нагнетателе с электрическим приводом

Из-за высокой частоты вращения нагнетатель с электрическим

сети 48 В (см. стр. 33), нагнетатель с электрическим приводом

приводом нуждается в дополнительном охлаждении. Для этого

имеет ещё один электрический разъём, через который блок

он включён в контур системы охлаждения двигателя и имеет

управления нагнетателя с электроприводом J1123 по подшине

соответствующие штуцеры ОЖ. Кроме разъёмов для бортовой

обменивается данными с блоком управления двигателя J623.

На нижней стороне:

Разъём

вакуумный штуцер к впускному шлангу

сигнального провода

Разъёмы

для бортовой

подсети 48 В

Предварительно

сжатый воздух

от активного

нагнетателя — вход

Выход ОЖ

через левый

промежуточный

Вход ОЖ

охладитель

Сжатый воздух — выход

в перепускной канал

652_069

наддувочного воздуха

Вакуумный штуцер от EAV

на участке возврата

к активному нагнетателю

Указание

Чтобы картерные газы в тракте наддувочного воздуха не могли попасть в электронный блок, на нижней стороне

нагнетателя с электрическим приводом подключается вакуумный трубопровод, который непрерывно отводит

скопившееся масло из корпуса.

31

Взаимодействие группы наддува с нагнетателем с электрическим приводом (EAV)

Нагнетатель с электрическим приводом к началу ускорения

при полной нагрузке в сравнении с режимом без этого

активен и поддерживает разгон автомобиля. Двигатель работает

нагнетателя при том же коэффициенте избытка воздуха.

в режиме монотурбо. Соответствующим потоком в коллекторе

приводится только активный турбонагнетатель. При этом

На рисунке показан пример разгона с поддержкой

массовый поток воздуха, непосредственно увеличиваемый

и без поддержки со стороны нагнетателя с электрическим

нагнетателем с электрическим приводом, способствует

приводом (EAV).

значительному увеличению цикловой подачи топлива

Крутящий момент, Н·м

EAV активен

С EAV

Без EAV

Время, с

Автомобиль

с EAV

Время, с

Автомобиль

без EAV

Пройденное

расстояние

652_072

32

Бортовая электрическая подсеть 48 В

Из-за очень высоких требований к динамике нагнетателя

обеспечивается отдельной бортовой подсетью 48 В, которая

с электрическим приводом пиковая электрическая мощность

связана с обычной бортовой сетью 12 В через преобразователь

достигает 7 кВт. Снабжаться необходимой энергией нагнетатель

DC/DC. В качестве накопителя энергии используется компактная

с электрическим приводом может с помощью бортовой подсети,

литийионная батарея на 10 А·ч. Бортовая сеть 12 В питается

выполненной в виде силового блока. Это количество энергии

от генератора 200 А.

Компоненты в автомобиле

Разветвитель 2 клеммы 40

Преобразователь напряжения,

АКБ, 48 В

TV67

48 В/12 В

A6

Разветвитель клеммы 40

A7

TV66

Блок управления 2 стабилизации крена

J1096

Нагнетатель с электрическим приводом (EAV)

652_090

J1123

Схема подключения

12 В

48 В

Стартер 12 В

Потребители 12 В

Преобразователь

Батарея 48 В

напряжения

Генератор 12 В

Батарея 12 В

48 В/12 В

Потребители 48 В

652_089

Дополнительная информация

Дополнительную информацию по бортовой подсети 48 В можно найти в программе самообучения 651 «Audi SQ7

(модель 4M). Введение».

33

Группа наддува

Группа наддува состоит из следующих компонентов:

• активного турбонагнетателя с выходом

для рециркуляции ОГ;

• пассивного турбонагнетателя с клапаном

подключения нагнетателя;

• клапана рециркуляции наддувочного воздуха.

Датчик 2 частоты

Оба турбонагнетателя регулируются через контроль

вращения

частоты вращения регуляторами давления наддува.

турбонагнетателя

G689

Кронштейн

Блок

пассивного

турбонагнетателя 2

турбонагнетателя

J725 с V546

Пассивный

турбонагнетатель

Клапан подключения

нагнетателя

Датчик

температуры ОГ 1,

ряд цилиндров 2

G236

Трубопровод

наддувочного

воздуха

Модуль

Напорный трубопровод

рециркуляции

между турбонагнетателями

наддувочного

воздуха

GX37

(клапан

рециркуляции)

Датчик температуры ОГ 1

G235

Активный

турбонагнетатель

Датчик 1 частоты

Блок

вращения

турбонагнетателя

турбонагнетателя

J724 с V465

G688

Кронштейн

активного

турбонагнетателя

Соединительный патрубок

системы вентиляции картера

Впускной

патрубок

Впускной шланг

с глушителем

652_064

Модуль рециркуляции наддувочного воздуха GX37 (клапан рециркуляции)

Чтобы обеспечить быстрый разгон пассивного турбонагнетателя

Модуль

без резкого отбора мощности у активного турбонагнетателя,

рециркуляции

клапан рециркуляции открывается и предварительно сжатый

наддувочного

воздух от пассивного турбонагнетателя отводится во впускной

воздуха

тракт перед активным турбонагнетателем.

GX37

Поворотная

заслонка клапана

рециркуляции

652_068

34

Регулирование давления наддува

Для реализации переключаемой схемы подключения активного

Пассивный турбонагнетатель

Активный турбонагнетатель

и пассивного турбонагнетателей отработавшие газы подаются

от обоих выпускных клапанов каждого отдельного цилиндра

к обеим турбинам двумя отдельными потоками (активным

и пассивным).

Это последовательное разделение потоков ОГ на два узла

на каждом ряду цилиндров обеспечивает полную тепловую

развязку активного и пассивного потоков ОГ, причём через

активный турбонагнетатель поток идёт постоянно. Поток через

пассивный турбонагнетатель идёт при оборотах двигателя выше

2700 об/мин. Каждый ряд цилиндров имеет по два отлитых

из стали выпускных коллектора с комбинированной изоляцией.

Соединение рядов цилиндров

Соединение обоих рядов цилиндров осуществляется через трубы

выпуска ОГ с комбинированной изоляцией. Для оптимальной

компенсации теплового расширения эта конструкция выполнена

как комбинация сильфонов из сплава Inconel и профильных

патрубков и фланцев из стального литья. Inconel^TM —

зарегистрированный товарный знак для коррозионно-стойких

никелевых сплавов, применяемых прежде всего в условиях

652_067

высоких температур.

Режим монотурбо

Режим битурбо

На стороне выпуска система AVS в положении 1 для выпускных

В положении 2 профиль кулачка с подъёмом клапана

клапанов пассивного потока ОГ включает кулачок без подъёма

обеспечивает открытие выпускного клапана, так что двигатель

клапана, так что на каждом цилиндре остаётся закрыто

работает в режиме битурбо.

по одному выпускному клапану.

Перемещаемый

блок кулачков

Пассивный

поток

Активный

Активный

поток

поток

652_033

652_034

Рабочие диапазоны

Условные обозначения

1

3

1

Режим монотурбо

2

Диапазон временного

подключения EAV

2

3

Режим битурбо

4 Переходная область

переключения

Мощность, кВт

4

Крутящий момент, Н·м

Частота вращения, об/мин

652_091

35

Режим монотурбо с нагнетателем с электрическим приводом (EAV)

Нагнетатель с электрическим приводом к началу ускорения

Благодаря этому не только сразу увеличивается момент

активен и поддерживает разгон автомобиля. Двигатель работает

двигателя, но и заметно ускоряется разгон активного

в режиме монотурбо. Соответствующим потоком в коллекторе

турбонагнетателя за счёт повышенной тепловой энергии ОГ.

приводится только активный турбонагнетатель. При этом

массовый поток воздуха, непосредственно увеличиваемый

Максимальное давление наддува достигается на секунду

нагнетателем EAV, способствует значительному увеличению

раньше, а фактический крутящий момент двигателя ощутимо

цикловой подачи топлива при полной нагрузке в сравнении

возрастает начиная с оборотов холостого хода.

с режимом без этого нагнетателя при том же коэффициенте

избытка воздуха.

Выпускные клапаны выключены

с помощью AVS

Клапан

Активный

рециркуляции

турбонагнетатель

закрыт

Клапан

подключения

нагнетателя

закрыт

Нагнетатель

с электрическим

приводом (EAV)

Перепускной

клапан EAV закрыт

Воздушная заслонка

в трубопроводе

652_037

наддувочного воздуха закрыта

Режим монотурбо

Как только активный турбонагнетатель реализует свою полную

турбонагнетателя может полностью использовать преимущества

производительность, нагнетатель с электрическим приводом

переключаемого наддува.

(EAV) отключается. Двигатель продолжает работать в режиме

монотурбо и с помощью высокодинамичного активного

Выпускные клапаны выключены

с помощью AVS

Клапан

Активный

рециркуляции

турбонагнетатель

закрыт

Клапан

подключения

нагнетателя

закрыт

Перепускной

клапан EAV открыт

Воздушная заслонка

в трубопроводе наддувочного

воздуха открыта

652_036

36

Режим монотурбо в фазе подготовки к режиму битурбо

Чтобы при высоких оборотах двигателя можно было

пассивного турбонагнетателя, он разгоняется без резкого

использовать весь потенциал мощности, двигатель в переходном

снижения мощности для привода активного турбонагнетателя.

режиме переключения турбонагнетателей, начиная примерно

Это происходит при открытом клапане рециркуляции.

с 2200 об/мин, подготавливается к подключению пассивного

Пошаговое открытие выпускных клапанов осуществляется таким

турбонагнетателя. Путём пошагового открытия отдельных

образом, что сначала подключается один клапан, а затем

выпускных клапанов (по порядку работы цилиндров),

второй. Остальные 6 выпускных клапанов подключаются

приводящих к возникновению потока газов в коллекторах

одновременно и активируются в соответствии с порядком

работы цилиндров.

Выпускные клапаны

Пассивный

частично включены

турбонагнетатель

с помощью AVS

Клапан

Активный

рециркуляции

турбонагнетатель

открыт

Клапан

подключения

нагнетателя

закрыт

652_061

Режим битурбо

Когда из-за открытия оставшихся переключаемых выпускных

при высоких оборотах двигателя. При 3750 об/мин двигатель

клапанов происходит переключение в режим битурбо, клапан

достигает своей номинальной мощности 320 кВт, от которой

рециркуляции закрывается, пассивный турбонагнетатель может

он раскручивается до 5000 об/мин со спортивной отдачей

создавать давление наддува и этим давлением открывает

мощности. Максимальное давление наддува 3,4 бар достигается

подпружиненный клапан подключения нагнетателя. Начиная

уже при 1500 об/мин. Максимальный крутящий момент

примерно с 2700 об/мин двигатель работает в режиме битурбо

двигателя 900 Н·м создаётся при динамичном разгоне с полной

и может с помощью обоих активных выпускных клапанов

нагрузкой начиная примерно с 1500 об/мин; стационарно

оптимально использовать высокую степень наддува даже

максимальный крутящий момент двигателя достигается уже

при 1000 об/мин.

Выпускные клапаны включены

Пассивный

с помощью AVS

турбонагнетатель

Клапан

Активный

рециркуляции

турбонагнетатель

закрыт

Клапан

подключения

нагнетателя

открыт

652_038

37

Топливная система

Схема системы

По уровню давления топливная система разделена на 3 контура:

Высокое давление, до 2500 бар

Давление в обратной магистрали форсунок, примерно 14 бар

Давление в приточной магистрали, давление в обратной магистрали

Трубопровод обратной

Соединительный

магистрали форсунок

трубопровод

высокого давления

Форсунка цилиндра 5

N83

Рампа 2

Форсунка цилиндра 6

N84

Клапан дозирования топлива

Топливный насос высокого

N290

давления

Форсунка цилиндра 7

N85

Форсунка цилиндра 8

N86

Подающий

трубопровод

высокого

давления

ряда цилиндров 2

Датчик высокого

давления

G65

Обратная

магистраль

Подающая

магистраль

38

Регулятор давления топлива N276

Электромагнитная

катушка

Форсунка

Игла клапана

цилиндра 1

N30

Обратный

канал

Регулятор давления топлива находится на аккумуляторе

давления (топливной рампе) 1-го ряда цилиндров.

Он регулирует давление топлива в контуре высокого давления.

При слишком высоком давлении в контуре высокого давления

этот регулятор открывает обратный канал, так что часть топлива

из рампы попадает в обратную топливную магистраль.

Форсунка

цилиндра 2

При слишком низком давлении в контуре высокого давления

N31

регулятор закрывается и тем самым отделяет этот контур

от обратной топливной магистрали.

Рампа 1

Форсунка

цилиндра 3

Редукционный клапан

N32

От обратной магистрали

форсунок, примерно 14 бар

Форсунка цилиндра 4

N33

Подпружиненный шариковый

клапан

Подающий

трубопровод

высокого давления

ряда цилиндров 1

К обратной топливной

магистрали, примерно 6 бар

Редукционный клапан является чисто механическим.

Он находится между обратными трубопроводами от форсунок

и подающей магистралью топливной системы. Редукционный

клапан поддерживает в обратной магистрали форсунок

давление примерно 14 бар. Это давление требуется для работы

форсунок.

Датчик давления топлива в контуре

низкого давления

G410

Датчик температуры топлива

G81

652_087

39

Контур высокого давления топливной системы

На Audi впервые применяется система Common Rail

двигателя. Повышение давления впрыска примерно на 500 бар

с максимальным давлением впрыска 2500 бар. Давление

по сравнению с двигателем предыдущей модели позволяет

в рампах создаётся двухплунжерным ТНВД CP4.2. Он имеет

использовать форсунки лишь с умеренным повышением

изменённый ход (с 5,625 на 7,5 мм), чтобы обеспечивать

расхода на распылителях с 400 до 430 мл/30 с.

необходимую цикловую подачу для максимальной мощности

Рампа

Подающий

ТНВД

трубопровод

высокого давления

Форсунка

Обратная

цилиндра 4

магистраль

N33

Подающая

магистраль

Форсунка

Клапан дозирования топлива

цилиндра 3

N290

N32

Подающий трубопровод

высокого давления

Форсунка

Датчик высокого

цилиндра 2

давления

N31

G65

Форсунка

цилиндра 1

N30

Форсунка

цилиндра 8

N86

Форсунка

цилиндра 7

N85

Форсунка

цилиндра 6

N84

Форсунка

цилиндра 5

N83

Регулятор

Соединительный

давления

трубопровод

топлива N276

высокого давления

652_043

Привод топливного насоса высокого давления

Для синхронности подачи топлива (ходов плунжеров) с тактами

к углу поворота коленвала). За счёт этого удаётся, с одной

впрыска цепная передача имеет передаточное отношение 1 : 1

стороны, достичь необходимой мощности двигателя,

(по отношению к коленвалу). Чтобы максимально снизить

а с другой — в комбинации с усовершенствованным процессом

усилия в цепи привода, ТНВД установлен на двигателе

сгорания создать оптимальные условия для сгорания с низким

с определённой ориентировкой по фазе (т. е. по отношению

уровнем вредных выбросов.

40

Система нейтрализации ОГ SCR

Бак восстановителя

Компенсационная полость

Бак восстановителя ёмкостью 24 л изготавливается методом

Чтобы при заправке бака быстрый поток восстановителя

литья под давлением (не методом выдува) из двух половин.

не вызывал проблем, в верхней части воздуховыпускного канала

Это позволило уменьшить его массу. Размещение в нём

и на заливной горловине предусмотрены компенсационные

успокоителей и адаптированная к внутреннему пространству

полости. Поскольку встречные брызги восстановителя

система подогрева позволили сэкономить монтажное

привели бы к отключению заправочного пистолета,

пространство в конструкции автомобиля.

восстановитель удерживается и успокаивается в этих

компенсационных полостях.

Датчик уровня восстановителя в баке G684

Заливная горловина

для восстановителя

Датчик уровня в баке реализован без поплавка, это чисто

Компенсационная полость

электронный узел. Антенна (катушка) и восстановитель

(жидкость, обладающая электрической ёмкостью) образуют

электрический колебательный контур. С изменением уровня

наполнения изменяется сопротивление контура и резонансная

частота (5-12 МГц) смещается пропорционально уровню

жидкости.

Канал

вентиляции

Канал

наполнения

Датчик уровня

восстановителя

G684

Объём заправки и уровень жидкости в баке SCR

Успокоитель

Объём заправки, л

Нагревательный элемент

бака восстановителя

Z102

Начало расчёта запаса хода

Максимальный объём заправки

652_059

Модуль подачи системы дозирования восстановителя

GX19

652_073

Дополнительная информация

Дополнительную информацию по определению качества восстановителя можно найти в программе самообучения 632

«Audi Q7 (модель 4M). Введение».

41

Система выпуска отработавших газов

Обзор

Датчик температуры ОГ 4

после сажевого фильтра

G648

Модуль

нейтрализации ОГ

Сильфон

Датчик частиц сажи

G784

Датчик 2 NO_x

G687

Модуль нейтрализации ОГ

Перемычка

Датчик температуры ОГ 3

Нейтрализатор NO_x

Лямбда-зонд

после окислительного

и окислительный

G39

нейтрализатора

нейтрализатор

G495

(NOC) с объёмом 2,37 л

Датчик температуры ОГ 2

G448

Датчик NO_x

G295

Подключение датчика перепада

давления

G505

Датчик температуры ОГ 4

после сажевого фильтра

G648

Лямбда-зонд после

нейтрализатора

G130

652_006

Форсунка восстановителя

Смеситель

Сажевый фильтр

В сажевом фильтре со стороны выхода ОГ

N474

с медно-цеолитным

нанесено блокирующее покрытие

покрытием SCR объёмом 5,0 л

из благородного металла, принцип

действия см. на стр. 43

42

Каталитический нейтрализатор NH₃ (исполнение для Северной Америки)

На автомобилях для Североамериканского региона (NAR)

за сажевым фильтром с покрытием SCR устанавливаются

Нейтрализаторы NH₃

нейтрализаторы NH₃, которые со своим комбинированным

покрытием из катализаторов SCR и катализаторов окисления

выполняют 2 задачи.

• Задача 1: образующаяся при регенерации сажевого фильтра

окись углерода (угарный газ, CO) окисляется в нём с помощью

каталитического покрытия (платина) до двуокиси углерода

(углекислый газ, CO₂).

• Задача 2: кроме того, нейтрализаторы NH₃ не допускают,

чтобы в покидающих систему выпуска ОГ содержался нитрит

водорода (аммиак, NH₃). Для этого нитрит водорода (NH₃)

окисляется до воды (H₂O) и азота (N₂).

652_051

Указание

Запрещается перекрывать выпускные трубы для проверки герметичности, в противном случае давление может

повредить динамики.

Исполнительный механизм 2 создания

шума работы двигателя

R258

Задний глушитель

(резонансного типа)

Исполнительный механизм 1 создания

шума работы двигателя

R257

652_003

43

Электронная система управления двигателя

Схема системы

Датчики

Расходомер воздуха G70

Датчик 1

Расходомер воздуха 2 G246

опоры силового

агрегата

G748

Датчик частоты вращения двигателя G28

Блок управления

опор силового

агрегата

Датчик давления во впускном коллекторе G71

J931

Датчик температуры воздуха на впуске G42

Датчик температуры воздуха на впуске 2 G299

Датчик 1 частоты вращения турбонагнетателя G688

Датчик 2 частоты вращения турбонагнетателя G689

Датчик 2

опоры силового

Датчик температуры кожуха двигателя G765

агрегата

G749

Датчик Холла G40

Датчик положения педали акселератора G79

с датчиком 2 положения педали акселератора G185

Выключатель стоп-сигналов F

Датчик давления в камере сгорания цилиндра 2 G678 ¹⁾

Датчик давления в камере сгорания цилиндра 6 G682 ¹⁾

Диагностический

Датчик давления топлива G247

интерфейс шин

данных

J533

Датчик давления топлива в контуре низкого давления G410

Датчик температуры топлива G81

Датчик концентрации биодизельного топлива G855 ¹⁾

Датчик уровня воды G120 ¹⁾

Блок управления

двигателя

Датчик температуры ОЖ G62

J623

Датчик температуры ОЖ 3 G812

Датчик температуры ОЖ на выходе из радиатора G83

Датчик уровня и температуры масла G266

Блок управления

Датчик NO_x 2

датчика NO_x

2

Датчик температуры масла G8

G687

J881

Датчик давления масла G10

Датчик давления в системе рециркуляции ОГ G691

Блок

Датчик NO_x

управления

G295

датчика NO_x

Потенциометр системы рециркуляции ОГ G212

J583

Датчики температуры ОГ 1-5

G235, G236, G448, G495, G648

Датчик температуры 1 нейтрализатора G20 ¹⁾

Датчик температуры системы рециркуляции ОГ G98

Датчик перепада давления G505

Датчик частиц

сажи G784

Лямбда-зонд G39

Лямбда-зонд после нейтрализатора G130

¹⁾ Устанавливается только на автомобилях для Северной Америки.

44

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://vwts.info

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

Исполнительные механизмы

Форсунки цилиндров 1-4 N30-N33

Исполнительный

Форсунки цилиндров 5-8 N83-N86

механизм 1

опоры силового

1)

агрегата

Блок управления свечей накаливания J179

N513

Свечи накаливания 1 + 4 Q10, Q13

Свечи накаливания 6 + 7 Q15, Q16

1)

Блок управления свечей накаливания 2 J703

Свечи накаливания 2 + 3 Q11, Q12

Свечи накаливания 5 + 8 Q14, Q17

Блок управления нагнетателя с электроприводом J1123

Модуль рециркуляции наддувочного воздуха GX37

Блок воздушной заслонки GX3

Исполнительный

Блок воздушной заслонки 2 GX4

механизм 2

опоры силового

агрегата

Блок турбонагнетателя J724 с V465

N514

Блок турбонагнетателя 2 J725 с V546

Электромагнитный клапан контура циркуляции ОЖ N492

Клапан дозирования топлива N290

Регулятор давления топлива N276

Диагностический

Форсунка восстановителя N474

разъём

Регуляторы кулачков впускного клапана 1 цилиндров 1-8

F448, F452, F456, F460, F464, F468, F472, F476

Регуляторы кулачков выпускного клапана 1 цилиндров 1-8

F450, F545, F458, F462, F466, F470, F474, F478

Клапан регулирования давления масла N428

Электромагнитные клапаны (левый, правый)

электрогидравлических опор двигателя N144, N145

Блок заслонок впускного коллектора GX14

Блок заслонок впускного коллектора 2 GX15

Клапан рециркуляции ОГ GX5

Клапан обходного канала охлаждения системы

рециркуляции ОГ N386

Клапан 2 обходного канала охлаждения системы

рециркуляции ОГ N387

Клапан перепускной заслонки нагнетателя

с электроприводом N731

Насос ОЖ нагнетателя с электроприводом V645

Циркуляционный насос отопителя V488

Клапан сброса давления N155

Термостат электронного управления системой охлаждения

двигателя F265

Блок управления вентилятора радиатора J293

Вентилятор радиатора V7

Блок управления 2 вентилятора радиатора J671

Вентилятор 2 радиатора V177

652_018

Нагревательный элемент лямбда-зонда Z19

Нагревательный элемент лямбда-зонда 1 после

нейтрализатора Z29

45

Техническое обслуживание

Оборудование и специнструмент

T40320/3 Приспособление для установки

T40355 Приспособление для установки

652_077

652_078

Для установки манжетного уплотнения вала со стороны сцепления.

Для фиксации натяжителя цепи.

T40356 Фиксатор

T40359 Упор

652_079

652_080

Для фиксации звёздочки привода.

Для удерживания демпфера крутильных колебаний

при откручивании и затягивании центрального винта.

Инструмент используется вместе с T40298.

VAS 5161A/37

VAS 6095/1-16

V.A.G 1763/11

Направляющая пластина

Кронштейны

Переходник

652_081

652_083

652_082

Для снятия и установки сухарей клапанов.

Для закрепления двигателя

Для проверки компрессии

на домкрате для двигателей

через колодец форсунки.

и агрегатов трансмиссии VAS 6095.

46

///////////////////////////////////////