Volkswagen семейство дизельных двигателей EA288. Устройство и принцип работы — часть 2
Механическая часть двигателя
Система терморегулирования
Система охлаждения двигателя EA288 управляется
Возникающие в двигателе тепловые потоки
системой терморегулирования.
целенаправленно распределяются к компонентам,
обслуживаемым системой охлаждения,
Система терморегулирования обеспечивает
в зависимости от их потребности в тепле. Главным
оптимальное распределение имеющегося тепла
следствием более быстрого прогрева ОЖ
двигателя с учётом потребностей в нагреве или
и оптимального использования вырабатываемого
охлаждении салона, двигателя и коробки передач.
двигателем тепла является уменьшение потерь
Благодаря системе терморегулирования, двигатель
на внутреннее трение в двигателе, что способствует
быстрее прогревается после холодного пуска.
снижению расхода топлива и уменьшению вредных
выбросов. Кроме того, достигается более быстрый
прогрев салона в холодное время года.
Контуры циркуляции охлаждающей жидкости
Для управления распределением тепла вся система охлаждения поделена на три контура ОЖ.
4
1
8
2
5
9
6
3
7
1
Микроконтур
Высокотемпературный контур
Низкотемпературный
контур
S514_082
Обозначения
1
Радиатор системы рециркуляции ОГ
6
Радиатор системы охлаждения
2
Теплообменник отопителя
7
Насос системы охлаждения
3
Циркуляционный насос отопителя V488
8
Интеркулер
4
Датчик температуры ОЖ G62
9
Насос охлаждения наддувочного воздуха V188
5
Термостат
10
Радиатор контура охлаждения наддувочного воздуха
20
Отключаемый насос ОЖ
Для терморегулирования в двигателе EA288
применяется отключаемый насос ОЖ. С помощью
Клапан контура ОЖ головки блока
цилиндров N489
отключаемого насоса ОЖ циркуляция в большом
Зубчатый
ремень
контуре открывается и закрывается посредством
клапана ОЖ для ГБЦ N489. При холодном
двигателе золотник в форме полого цилиндра
сдвигается вращающейся крыльчаткой насоса,
иврезультате циркуляция ОЖ перекрывается.
Это состояние называется «неподвижная ОЖ» или
«отсутствие циркуляции ОЖ». «Неподвижная ОЖ»
быстрее нагревается, сокращая время прогрева
всего двигателя.
S514_022
Насос системы охлаждения
Устройство
Клапан контура ОЖ головки блока
цилиндров N489
Аксиальный поршневой насос
Шкив
Крыльчатка
Пружина
Приводной вал
Золотник
Кольцевой
(положение
поршень
S514_048
«открыт»)
21
Механическая часть двигателя
Неподвижная охлаждающая жидкость (отсутствие циркуляции)
Чтобы прекратить циркуляцию, золотник
перемещается охлаждающей жидкостью
Клапан ОЖ для ГБЦ N489 включён
во внутреннем контуре насоса. Давление жидкости
создаёт осевой поршневой насос.
Задвижка надвинута
на крыльчатку
Осевой поршневой насос приводится постоянно
от контура на задней стороне крыльчатки.
Аксиальный
поршневой насос
Как только блок управления двигателя активирует
клапан ОЖ для ГБЦ N489, внутренний контур
насоса закроется. Возникнет давление,
воздействующее на кольцевой поршень.
Это давление действует на кольцевой поршень,
преодолевая усилие пружины, и сдвигает золотник
над крыльчаткой насоса ОЖ.
S514_023
Кольцевой
поршень
Пружина
Циркуляция охлаждающей жидкости
Если клапан ОЖ для ГБЦ N489 обесточен,
Клапан ОЖ для ГБЦ N489 не включён
на кольцевой поршень не действует давление,
так как канал внутреннего контура насоса открыт
и сообщается с системой охлаждения двигателя.
Золотник в исходном
Золотник сдвигается усилием пружины в исходное
положении
положение.
Крыльчатка открывается и обеспечивает
Обратный
циркуляцию ОЖ в системе охлаждения двигателя.
канал открыт
Последствия при выходе из строя
При неисправности клапана ОЖ для ГБЦ N489
золотник остаётся в своём исходном положении
и ОЖ циркулирует в системе охлаждения двигателя.
S514_024
22
Термостат
Термостат представляет собой клапан 3/2, который активируется термостатическим элементом с восковым
наполнителем. В зависимости от температуры охлаждающей жидкости, термостат переключает систему
охлаждения с малого контура на большой или наоборот. Тем самым при прогреве двигатель быстрее выходит
на свою рабочую температуру.
Фаза прогрева
В фазе прогрева двигателя поступление
ОЖ от блока
цилиндров
охлаждающей жидкости от блока цилиндров
к радиатору системы охлаждения перекрыто
большой заслонкой термостата. Охлаждающая
жидкость поступает через насос системы
охлаждения непосредственно в малый контур.
Это, а также режим «неподвижной ОЖ» (насос
системы охлаждения отключён) обеспечивает более
быстрый выход двигателя на свою рабочую
температуру. Включением насоса системы
К насосу системы
охлаждения
охлаждения достигается протекание достаточного
потока ОЖ через ГБЦ и радиатор системы
Термостат
рециркуляции ОГ в фазе прогрева двигателя.
К радиатору системы
охлаждения
S514_025
Рабочая температура
При достижении температуры охлаждающей
ОЖ от блока
жидкости прим. 87 °C большая заслонка
цилиндров
термостата начинает открываться, включая тем
самым в контур циркуляции ОЖ радиатор системы
охлаждения (большой контур). Одновременно
с этим малая заслонка термостата перекрывает
прямой канал к насосу системы охлаждения.
К насосу системы
охлаждения
Термостат
К радиатору системы
охлаждения
S514_026
23
Механическая часть двигателя
Общая схема системы охлаждения
1
3
4
5
2
17
6
7
8
16
14
15
9
1
13
12
11
S514_045
Обозначения
1
Расширительный бачок
15
Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров
N489
2
Циркуляционный насос отопителя V488
16
Насос системы охлаждения
3
Теплообменник отопителя
17
Головка блока цилиндров
4
Радиатор системы рециркуляции ОГ
5
Масляный радиатор коробки передач
6
Датчик температуры ОЖ G62
При выполнении сервисных или
7
Блок цилиндров
ремонтных работ с системой охлаждения
8
Термостат
обязательно соблюдать указания
9
Масляный радиатор двигателя
в руководстве по ремонту! Удаление
10
Блок дроссельной заслонки J338
воздуха из системы охлаждения всегда
11
Радиатор системы охлаждения
должно осуществляться только с помощью
12
Радиатор контура охлаждения наддувочного
тестера (режим «Ведомые функции»)!
воздуха
13
Насос охлаждения наддувочного воздуха V188
14
Интеркулер
24
Микроконтур
На холодном двигателе система
Циркуляция охлаждающей жидкости
терморегулирования включает сначала
в микроконтуре поддерживается циркуляционным
микроконтур охлаждения. Это обеспечивает
насосом отопителя V488. Насос включается
наиболее быстрый прогрев двигателя и салона
по сигналу блока управления двигателя по мере
автомобиля. Для ускорения нагрева охлаждающей
необходимости, в зависимости от температуры
жидкости термостат в направлении радиатора
охлаждающей жидкости в ГБЦ.
системы охлаждения остаётся закрытым.
Циркуляция охлаждающей жидкости по большому
Необходимость обогрева салона и требуемая
контуру предотвращается тем, что золотник насоса
температура в салоне регистрируются блоком
системы охлаждения надвигается на крыльчатку
управления климатической установки и также
насоса. В результате «неподвижная ОЖ» быстро
учитываются при включении циркуляционного
нагревается, обеспечивая быстрый прогрев
насоса отопителя V488.
двигателя.
1
2
7
8
3
4
6
5
S514_071
Обозначения
1
Теплообменник отопителя
5
Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров
N489
2
Радиатор системы рециркуляции ОГ
6
Насос системы охлаждения
3
Датчик температуры ОЖ G62
7
Циркуляционный насос отопителя V488
4
Блок цилиндров
8
Головка блока цилиндров
25
Механическая часть двигателя
Микроконтур при высокой нагрузке на двигатель
Если нагрузка на двигатель или обороты двигателя
Когда температура охлаждающей жидкости в ГБЦ
превышают определённое значение, насос системы
достигает значения, позволяющего сделать вывод
охлаждения включается, чтобы обеспечить
о том, что двигатель прогрет, насос системы
надлежащее охлаждение двигателя. Если число
охлаждения остаётся постоянно включённым. Этим
оборотов становится меньше определённого
обеспечивается протекание через ГБЦ достаточного
значения и если двигатель при этом всё ещё
количества охлаждающей жидкости.
недостаточно прогрет, насос системы охлаждения
снова отключается.
1
2
3
11
12
4
5
6
10
9
7
8
S514_072
Обозначения
1
Теплообменник отопителя
7
Масляный радиатор двигателя
2
Радиатор системы рециркуляции ОГ
8
Блок дроссельной заслонки J338
3
Масляный радиатор коробки передач
9
Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров N489
4
Датчик температуры ОЖ G62
10
Насос системы охлаждения
5
Блок цилиндров
11
Циркуляционный насос отопителя V488
6
Термостат
12
Головка блока цилиндров
26
Большой контур системы охлаждения (высокотемпературный контур)
Когда температура охлаждающей жидкости достигает рабочего значения, термостат открывается и включает
в контур циркуляции радиатор системы охлаждения (основной радиатор).
1
3
4
5
2
14
6
7
8
13
12
9
1
S514_073
11
Обозначения
1
Расширительный бачок
8
Термостат
2
Циркуляционный насос отопителя V488
9
Масляный радиатор двигателя
3
Теплообменник отопителя
10
Блок дроссельной заслонки J338
4
Радиатор системы рециркуляции ОГ
11
Радиатор системы охлаждения
5
Масляный радиатор коробки передач
12
Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров N489
6
Датчик температуры ОЖ G62
13
Насос системы охлаждения
7
Блок цилиндров
14
Головка блока цилиндров
27
Механическая часть двигателя
Контур охлаждения наддувочного воздуха (низкотемпературный контур)
Интеркулер с жидкостным охлаждением позволяет
Для заправки контура охлаждения интеркулера
ограничивать температуру наддувочного воздуха
и удаления из него воздуха этот контур связан
определённым, необходимым в данный момент
с основным контуром системы охлаждения
значением. Температуру наддувочного воздуха
двигателя через обратный клапан и дроссель.
регулирует блок управления двигателя, активируя
Во время работы двигателя контур охлаждения
для этого насос охлаждения наддувочного
наддувочного воздуха с основным контуром
воздуха V188. Определяющей величиной
системы охлаждения не соединён.
для включения насоса охлаждения наддувочного
воздуха V188 является температура воздуха
во впускном коллекторе после интеркулера.
Условия включения насоса охлаждения наддувочного воздуха V188:
• Если температура наддувочного воздуха ниже номинального (требуемого) значения, насос отключается
или остаётся отключённым.
• Если температура во впускном коллекторе равна номинальному значению или несколько превышает его,
насос активируется с определённой скважностью. Продолжительность фаз включения и отключения насоса
зависит от температуры наддувочного воздуха и температуры окружающего воздуха.
• Если температура наддувочного воздуха существенно превышает номинальную, насос охлаждения
наддувочного воздуха работает постоянно с полной производительностью.
1
2
Обозначения
3
S514_074
1
Интеркулер
2
Насос охлаждения наддувочного воздуха V188
3
Радиатор контура охлаждения наддувочного
воздуха
28
Датчик температуры ОЖ G62
Этот датчик температуры охлаждающей жидкости вкручен в ГБЦ в непосредственной близости от камеры
сгорания. За счёт такого расположения блок управления двигателя получает информацию о температуре
двигателя, не зависящую от режима циркуляции охлаждающей жидкости.
Использование сигнала
Последствия отсутствия сигнала
Блок управления двигателя использует сигнал
При отсутствии сигнала блок управления двигателя
датчика как корректирующее значение при расчёте
работает с фиксированным подстановочным
количества впрыскиваемого топлива, давления
значением. Отключаемый насос системы
наддува и количества рециркулируемых ОГ. Кроме
охлаждения остаётся постоянно включённым.
того, на основании этого сигнала включается или
отключается насос системы охлаждения.
Насосы охлаждающей жидкости с электронным управлением
Циркуляционный насос отопителя V488
Циркуляционный насос отопителя представляет собой центробежный насос с электронным управлением,
который приводится бесщёточным электродвигателем. Он служит для поддержания циркуляции
в микроконтуре. Для этого блок управления двигателя активирует насос с помощью ШИМ&сигнала
с определённой скважностью в зависимости от потребности.
Насос охлаждения наддувочного
воздуха V188
Насос охлаждения наддувочного воздуха
представляет собой насос с электронным
управлением, который приводится бесщёточным
электродвигателем.
Этот насос откачивает охлаждающую жидкость
от радиатора контура охлаждения наддувочного
воздуха и подаёт её к интеркулеру. Для этого блок
управления двигателя активирует насос с помощью
ШИМ&сигнала с определённой скважностью
в зависимости от потребности.
S514_102
29
Механическая часть двигателя
Управление насосами охлаждающей жидкости
В состав обоих насосов охлаждающей жидкости
электронная схема контролирует силу тока,
входит электронная управляющая схема.
потребляемого электродвигателем. Электронная
На основании скважности ШИМ&сигнала от блока
управляющая схема сообщает блоку управления
управления двигателя эта электронная
двигателя информацию о фактическом состоянии
управляющая схема рассчитывает необходимую
насоса, замыкая с определённой периодичностью
частоту вращения насоса и запускает
цепь управляющего ШИМ&сигнала на массу
электродвигатель. Одновременно с этим
в течение всего времени работы насоса.
Распознавание состояния «насос в норме»
Распознавание состояния «насос не в норме»
Во время работы насоса его электронная схема
Если в ходе самодиагностики насоса распознаётся
замыкает цепь управляющего ШИМ&сигнала
неисправность (например, насос заблокирован
от блока управления двигателя на массу каждые
и не может вращаться или работает «всухую»),
10 секунд на 0,5 секунды. По этому признаку блок
то электронная схема насоса изменяет длительность
управления двигателя распознаёт готовность
замыкания цепи ШИМ&сигнала на массу, причём
насоса к работе.
это изменение может быть разным для разных
неисправностей.
S514_105
S514_106
Последствия неисправностей насосов ОЖ с электронным регулированием
Причина неисправности
Последствия
• Запись в регистраторе событий блока
Электрическая или механическая неисправность
управления двигателя.
• Включается лампа Сheck Engine K83.
Разрыв цепи в сигнальном проводе
• Запись в регистраторе событий блока
управления двигателя.
• Включается лампа Check Engine K83.
• Насос работает на максимальной скорости.
• Запись в регистраторе событий блока
Разрыв цепи в проводе электропитания насоса
управления двигателя.
• Включается лампа Check Engine K83.
• Насос выходит из строя.
30
Расширительный бачок с силикатным патроном
В расширительном бачке установлен силикатный
Силикаты из патрона в расширительном бачке
патрон, помогающий предотвращать коррозию
постепенно растворяются в охлаждающей
алюминиевых деталей контура системы охлаждения.
жидкости, поддерживая содержание силикатов
На двигателях, подвергающихся высоким
в ней на одном уровне. Тем самым силикатный
термическим нагрузкам, содержащиеся
патрон служит дополнительной защитой
в охлаждающей жидкости G13 силикаты по мере
алюминиевых деталей контура системы охлаждения
эксплуатации расходуются.
от коррозии в течение всего срока эксплуатации
автомобиля.
Датчик сигнализатора низкого
Крышка
уровня ОЖ G32
Расширительный бачок
Возврат ОЖ
Силикатный патрон
Силикат
Подача ОЖ
S514_079
31
Механическая часть двигателя
Система питания
1 — Блок управления топливного
насоса J538
4
Блок управления топливного насоса регулирует
6
9
давление подкачки топлива в зависимости
от потребности и контролирует работу топливного
насоса.
2 — Подкачивающий топливный
насос G6
10
Подкачивающий топливный насос создаёт давление
топлива в напорном топливопроводе.
5
11
3 — Топливный фильтр
Топливный фильтр задерживает примеси, которые
могут содержаться в дизельном топливе,
предотвращая их попадание в узлы системы
впрыска. В системе впрыска, например в ТНВД
ивфорсунках, имеются прецизионные детали,
которые могут быть повреждены или выведены
из строя даже мельчайшими частицами примесей.
4 — Датчик температуры
топлива G81
Датчик температуры топлива фиксирует текущую
3
температуру топлива.
5 — Насос высокого давления (ТНВД)
ТНВД создаёт давление топлива, необходимое
для впрыска топлива.
6 — Клапан дозирования топлива
N290
Обозначения
Клапан дозирования топлива отмеряет только
Высокое давление топлива (макс. 1800 бар)
то количество топлива, которое необходимо
Обратные топливные магистрали 0-1,0 бар
для впрыска в настоящий момент.
32
7 — Регулятор давления топлива
в топливной рампе N276
7
8
Регулятор давления топлива контролирует давление
топлива в контуре высокого давления.
8 — Аккумулятор давления
(топливная рампа)
В топливной рампе под высоким давлением
накапливается топливо, необходимое для впрыска
во все цилиндры.
9 — Датчик давления топлива G247
Датчик давления топлива регистрирует текущее
давление топлива в контуре высокого давления.
12
12
12
12
10 — Редукционный клапан
Клапан поддержания давления обеспечивает
постоянное давление прим. 1 бар в обратных
трубопроводах форсунок. Тем самым
предотвращаются колебания давления, что делает
возможным точное дозирование впрыскиваемого
топлива.
1
11 — Демпфер пульсаций
Демпфер пульсаций сглаживает пульсации давления
в обратном топливопроводе, предотвращая
2
образование шумов, которые могли бы быть вызваны
такими пульсациями.
S514_027
12 — Форсунки N30, N31, N32, N33
Форсунки впрыскивают топливо в камеры сгорания.
Давление подачи топлива 3,5-5,0 бар
(регулируется по потребности)
Возврат топлива от форсунок 0,4-1,0 бар
33
Механическая часть двигателя
Форсунка
Новые форсунки двигателей EA288 управляются
Фирма Bosch разработала форсунку с технологией
электромагнитным клапаном.
регулирования впрыска электромагнитным
клапаном, которая соответствует требованиям
по высокому давлению впрыска и способности
к многократному впрыску за один рабочий такт.
Преимуществом форсунок, управляемых
электромагнитным клапаном, является более
простое изготовление по сравнению
с пьезоэлектрическими форсунками. В клапанной
крышке каждая пара форсунок закреплена одной
прижимной пластиной.
Форсунка
Прижимная пластина
Прижимная
S514_029
пластина
34
Форсунка в состоянии покоя
Устройство
Возврат топлива
Подвод топлива (штуцер магистрали
высокого давления)
Пружина
Полость
регулирования
клапана
Катушка
электромагнита
Якорь
Сердечник якоря
Сливной дроссель
Полость
Управляющий
регулирования
плунжер
клапана
Дроссель приточного
канала
Игла
распылителя
форсунки
S514_049
Обозначения
Высокое давление
Давление в обратной магистрали
В состоянии покоя форсунка закрыта. Напряжение на электромагнитную обмотку не подаётся. Якорь
электромагнитного клапана прижимается пружиной клапана к седлу и перекрывает канал между
регулирующей полостью клапана и обратной магистралью. Давление в регулирующей полости клапана равно
давлению в рампе (в контуре высокого давления двигателя). Так как площадь поверхности, на которую
воздействует давление, у управляющего плунжера больше, чем у иглы распылителя, игла прижимается
к посадочному гнезду и запирает форсунку.
35
Механическая часть двигателя
Форсунка открывается (начало впрыска)
Возврат топлива
Подвод топлива (штуцер магистрали
высокого давления)
Пружина
Полость
регулирования
клапана
Катушка
электромагнита
Якорь
Сердечник якоря
Сливной дроссель
Полость регулирования
Управляющий
клапана
плунжер
Дроссель приточного
канала
Игла
распылителя
форсунки
S514_050
Обозначения
Высокое давление
Давление в обратной магистрали
Для включения впрыска блок управления двигателя подаёт напряжение на обмотку электромагнитной катушки.
Как только создаваемое электромагнитом усилие превысит запирающее усилие пружины, якорь
электромагнитного клапана смещается вверх и открывает сливной дроссель. Топливо из полости
регулирования клапана через открывшийся сливной дроссель вытекает в обратную топливную магистраль.
Давление топлива в полости регулирования клапана снижается. Дроссель приточного канала препятствует
быстрому выравниванию давления между полостью высокого давления топлива и полостью управления
клапана. Игла распылителя под действием высокого давления топлива приподнимается, и впрыск начинается.
36
Большое спасибо!
Ваше мнение очень важно для нас.
Нет комментариевНе стесняйтесь поделиться с нами вашим ценным мнением.
Текст