Принцип работы дизельного двигателя
Audi A6 C5. Силовой агрегат. Топливная система (дизель)

При работе дизельного двигателя свежий воздух, пройдя через фильтр, засасывается в цилиндры и сильно сжимается, в результате чего происходит его разогрев до температуры около 600°С. Когда поршень приближается к положению верхней мертвой точки в такте сжатия, в сжатый и разогретый воздух впрыскивается дизельное топливо и происходит его самовоспламенение. При запуске холодного двигателя температура сжатого в цилиндрах воздуха может не достигать требуемого значения и самовоспламенения топлива не происходит. В этом случае для прогрева цилиндров двигателя используются свечи накаливания. Время предварительного прогрева двигателя зависит от температуры двигателя. Работой системы предварительного прогрева двигателя управляет реле времени.

Для управления впрыском топлива в цилиндры дизельного двигателя используются следующие системы.

Для завихрения или предкамерного впрыска, впрыск топлива осуществляется в предкамеру соответствующего цилиндра, при этом горячая смесь загорается сразу. Однако количество кислорода находящееся в предкамере достаточно только для сгорания части впрыснутого топлива. Остальная, несгоревшая часть, потоком, возникшим при сгорании, выдувается в камеру сгорания и там сгорает полностью.

При непосредственном впрыске топлива, топливо, подаваемое топливным насосом высокого давления, непосредственно впрыскивается в камеру сгорания, а именно, в выемку в поршне. При этом топливный насос сжимает топливо до давления 900 бар, а впрыск топлива производится в два этапа. Вначале производится впрыск небольшого количества топлива, что улучшает условия зажигания основной части топлива. В результате более мягкое сгорание, аналогичное сгоранию при впрыске в предкамеру. При этом количество подаваемого в двигатель топлива регулируется электронной системой управления дизельного двигателя, что обеспечивает оптимальный режим работы двигателя при уменьшении расхода топлива.

При насосе/форсунке (двигатель 1,9-I 115/130 л.с.) на каждом цилиндре установлен собственный топливный насос. Топливный насос и форсунка представляют собой единый узел, так называемый насос/форсунка (см. рис. 4С.4). Насос/форсунка приводится в действие от кулачка распределительного вала через дополнительный рычаг и создает давление около 2000 бар, что обеспечивает очень тонкое распыление топлива. Для охлаждения сильно нагревающегося при этом топлива, используется радиатор, установленный в цепи возврата топлива.

Перед поступлением топлива в топливный насос и форсункам, оно очищается в топливном фильтре от воды и загрязнений. Поэтому необходимо из фильтра удалять воду и проводить его замену при техническом обслуживании.

Топливный насос необслуживаемый. Все подвижные части насоса смазываются с дизельным топливом. Топливный насос приводится в действие зубчатым ремнем.

Устройство дизельного двигателя
Audi 100 C3. Силовой агрегат. Дизельный двигатель

Дизельный двигатель

• 1 — масляный картер;
• 2 — прокладка картера;
• 3 — приемник масляного насоса;
• 4 — масляный насос;
• 5 — уплотнительное кольцо водяного насоса;
• 6 — водяной насос;
• 7 — зубчатое колесо коленчатого вала;
• 8 — ремень привода распределительного вала;
• 9 — болт крепления промежуточного шкива;
• 10 — крышка привода распределительного вала нижняя;
• 11 — виброгаситель;
• 12 — болт крепления виброгасителя к зубчатому колесу коленчатого вала;
• 13 — болт крепления зубчатого колеса коленчатого вала;
• 14 — ремень привода генератора;
• 15 — крышка привода распределительного вала верхняя;
• 16 — болт крепления зубчатого колеса распределительного вала;
• 17 — шайба;
• 18 — зубчатое колесо распределительного вала;
• 19 — крышка привода распределительного вала задняя;
• 20 — стойка крепления верхней крышки;
• 21 — промежуточный шкив;
• 22 — зубчатое колесо водяного насоса;
• 23 — масляный фильтр;
• 24 — головка блока цилиндров;
• 25 — болт крепления головки блока;
• 26 — прокладка крышки головки;
• 27 — крышка головки блока;
• 28 — пробка маслозаливной горловины;
• 29 — зубчатое колесо привода топливного насоса;
• 30 — ремень привода топливного насоса;
• 31 — шайба;
• 32 — болт крепления зубчатого колеса привода топливного насоса;
• 33 — крышка ремня привода топливного насоса;
• 34 — прокладка головки блока;
• 35 — блок цилиндров;
• 36 — зубчатое колесо топливного насоса;
• 37 — болт крепления зубчатого колеса топливного насоса;
• 38 — топливный насос высокого давления;
• 39 — гайка крепления топливного насоса;
• 40 — трубопроводы высокого давления

Дизельные двигатели, устанавливаемые на автомобили Audi 100, пятицилиндровые, имеют много общего с пятицилиндровыми бензиновыми двигателями Audi. Так как дизельный двигатель не имеет системы зажигания, для запуска двигателя в камере сгорания каждого цилиндра есть свеча накаливания, которая нагревает воздух в цилиндре. Реле времени нагрева обеспечивает подачу тока на свечи накаливания как во время, так и после запуска двигателя. Двигатели моделей CM и OE оснащены, кроме того, устройством запуска холодного двигателя, встроенного в топливный насос 38 высокого давления (THBД).

Двигатели NC и 3D имеют в THBД электрическое нагревательное устройство для облегчения запуска холодного двигателя.

Hасос создает высокое давление (13–17 МПа), и топливо подается в цилиндры. Регулятор ТНВД обеспечивает подачу топлива в зависимости от положения педали акселератора.

Камера сгорания имеет такую форму, что при сжатии воздух в цилиндре завихряется: это позволяет лучше перемешивать впрыснутое топливо с воздухом. Перед THBД установлен топливный фильтр, который задерживает загрязнения и воду.

В процессе эксплуатации THBД не требует ухода. Насос приводится в действие зубчатым ремнем 30 от распределительного вала.

Дизельный двигатель оснащен электромагнитным клапаном, который прекращает подачу топлива при выключении зажигания. Во время запуска дизеля при повороте ключа в замке зажигания на этот клапан подается напряжение через выключатель свечей накаливания, и клапан открывает топливопровод.

Дизели Audi EA897

Серия V6 дизельных двигателей Audi EA897 3.0 TDI выпускается на заводе в Дьёре с 2010 года и до сих пор активно устанавливается практически на все крупные модели немецкой компании. Семейство условно подразделяется на три поколения двс, второе называют EVO, а третье EVO2.

Дизельные двигатели Audi EA897 3.0 TDI

В 2010 году на модели Audi A8 в кузове D4 дебютировали двигатели 3.0 TDI второго поколения. Новые дизельные моторы по сути являлись лишь большой модернизацией предшественников: обновилась система Common Rail Bosch с пьезофорсунками, переработали впускной коллектор, серьезно изменился разве что ГРМ и теперь здесь пара больших цепей вместо четырех малых.

Основа конструкции осталась прежней: чугунный блок с углом развала цилиндров 90 градусов, две алюминиевые головки, по два распредвала в каждой и 24 клапана с гидрокомпенсаторами. За наддув отвечает турбина Honeywell GT2256 либо GT2260 в зависимости от версии двигателя.

В линейку входят десятки силовых агрегатов, самые мощные из них с двойным турбонаддувом:

CLAA	24V	Common Rail	204 л.с.	400 Нм
CLAB	24V	Common Rail	204 л.с.	400 Нм
CJMA	24V	Common Rail	204 л.с.	400 Нм
CDUC	24V	Common Rail	245 л.с.	500 Нм
CDUD	24V	Common Rail	245 л.с.	580 Нм
CDTA	24V	Common Rail	250 л.с.	550 Нм
CKVB	24V	Common Rail	245 л.с.	500 Нм
CKVC	24V	Common Rail	245 л.с.	580 Нм
CRCA	24V	Common Rail	245 л.с.	550 Нм
CTBA	24V	Common Rail	258 л.с.	580 Нм
CGQB	24V	Common Rail	313 л.с.	650 Нм

Конструкция двс на русском языке описана в Программе самообучения №479

MANUAL

Дизеля с двойным турбонаддувом описаны в Программе самообучения №604

Audi 2.7 / 3.0 V6 TDI – прощаться не будем

До 2005 года, пока не был представлен преемник известного V6 2.5 TDI, концерн VW использовал технологию впрыска насос-форсунка. 2.5 TDI до самого конца своей карьеры оснащался классическим непосредственным впрыском с радиальным насосом VP44. Двигатель заслужил репутацию ненадежного.

Новое поколение шестицилиндрового турбодизеля рабочим объемом 3,0 литра пошло в серию в 2005 году. Как и V6 2.5 TDI, новичок сохранил угол развала цилиндров 90 градусов. Из 3.0 TDI получили и большой 8-цилиндровый мотор объемом 4 литра, но уже с другим углом развала.

Примерно через год Ауди предложил сокращенную версию 3-литрового V6 емкостью 2,7 литра. Он имеет тот же диаметр цилиндра 83 мм, но ход поршня был уменьшен с 91,4 мм до 83,1 мм. В остальном, конструкция и технологии остались прежними.

С января 2011 года Audi начал предлагать обновленную версию 6-цилиндрового двигателя. Изменения были связаны с переходом на более строгий стандарт Евро 5.

Common Rail и сразу пьезо

Некоторые считают, что производитель из Ингольдштадта с новым двигателем немного припозднился. Как бы то ни было, новоявленный V6 с самого начала и до окончания производства использовал передовые, а самое главное, очень точные пьезоэлектрические топливные форсунки Common Rail фирмы Bosch. Когда они работают, то все здорово. Но по прошествии времени они отказывают, и замена оказывается весьма дорогой. Стоимость одной форсунки свыше 20 000 рублей. А всего их шесть. Хотя внезапно они не умирают, но опыт показывает, что если сдалась одна, то вскоре попросятся на замену и остальные. Когда пьезофорсунка выходит из строя, то увеличивается расход топлива, и автомобиль начинает дымить, однако сообщения об ошибке может и не быть.

Сила в цепях

Чтобы уменьшить нагрузку на газораспределительный механизм, инженеры Ауди разместили привод ГРМ со стороны коробки передач. Глядя на четыре цепи, нужно быть большим оптимистом, чтобы поверить в то, что они смогут исправно работать годами.

Наверное, вряд ли вы найдете еще одного производителя моторов с мировым именем, который использовал бы столь драматичное решение для привода ГРМ. Две цепи работают непосредственно от коленчатого вала. Одна управляет масляным насосом и балансировочным валом, проходящим через двигатель между двумя рядами роликов. Другая – двумя вспомогательными двойными звездочками (по одной для каждого ряда цилиндров). Далее звездочки с помощью короткой цепи соединены с одним из распределительных валов соответствующей головки блока. Второй кулачковый вал связан с первым с помощью шестерен. Чтобы усложнить схему, на противоположной стороне двигателя, то есть спереди, приютили короткий зубчатый ремень, питающий топливный насос высокого давления.

В первые секунды после запуска двигатель может издавать шум. Причиной является падение давления масла в натяжителях цепей. Как только насос заполнит их маслом, двигатель начинает работать тихо. Если шум не проходит, то настало время позаботиться о приводе ГРМ. Как правило, необходимость в этом возникает после 200-250 тыс. км. Речь идет об инвестициях порядка 60 000 рублей. Это не мало, но с другой стороны вы должны понимать, что когда-то ваш автомобиль стоил очень дорого. А если не потратить эту сумму сейчас, то потом понадобиться намного больше денег. В один прекрасный день натяжители уже не смогут натянуть цепи. И тогда мотор, который обычно не ломается, превратится в кучу металлолома.

Проще и легче

С января 2011 года Ауди предложил второе поколение шестицилиндрового дизеля. Целью обновления стали требования стандарта Евро-5. Изменения привели, в том числе, и к уменьшению веса двигателя – примерно на 8 кг. В два раза сократилась масса привода ГРМ. Новый мотор имеет только две цепи, причем одна из них питает топливный насос высокого давления. Следовательно, исчез короткий зубчатый ремень в передней части агрегата.

Усовершенствование привода ГРМ сократило длину двигателя на 10 см. Но сократилось ли число проблем? Да, но есть нюанс. Беда в том, что вместо двух коротких цепей стала использоваться одна, но очень длинная. Она соединяет две шестерни на распределительных валах, а ее установка — операция длительная. Вторая цепь меняется еще дольше — 27 часов по регламенту. Общее время работ по замене увеличилось в два раза. Поэтому в случае чего, стоимость замены не будет дешевле, чем в двигателях с четырьмя цепями.

Из шести остались две

Помимо упрощения системы привода ГРМ, что привело не только к снижению массы, но и повышению надежности, производитель изменил и впускную систему. Сначала использовалось шесть вихревых заслонок. Заслонки устанавливались в один из двух впускных каналов каждого цилиндра. При низких оборотах заслонки закрывались, чтобы обеспечить завихрение всасываемого воздуха. На более высоких оборотах и при запуске двигателя они открывались.

Оригинальное решение иногда может беспокоить владельца. Это связано с появлением нагара, электроника распознает неправильную работу и выдает сообщение об ошибке. Обрыва заслонок и попадания в двигатель здесь обычно не происходит. Заслонки имеют электрический привод (от 16 000 рублей) и в случае необходимости могут быть заменены отдельно (6 000 рублей на сторону).

Обновленная версия 3.0 TDI, предлагаемая с января 2011 года, использует вместо шести заслонок только две, встроенных во впускной коллектор подальше от двигателя. Каждая заслонка предназначена для одного ряда цилиндров. Это решение с годами показало себя как более надежное. Пожалуй, только в самом начале производства нередко подводил серводвигатель привода заслонок (около 18 000 рублей), о чем сигнализировал бортовой компьютер.

Самый главный недостаток

Опыт эксплуатации этих двигателей в различных моделях Ауди показывает, что их самая большая слабость – система EGR. ЕГР может закоксоваться, но это происходит не так часто. Чаще приходится решать вопросы с радиатором системы (кулером). Он расположен в развале блока, имеет квадратную форму и в один прекрасный день полностью блокируется отложениями. Новый будет стоить около 15 000 рублей, а сам клапан – чуть более 2 000 рублей. Если EGR забивается, то двигатель уходит в аварийный режим, а происходит это обычно после 150 000 км.

Еще одна проблема, которая в настоящее время беспокоит реже, потеря охлаждающей жидкости по вине радиатора EGR. Как правило, все заканчивалось банальной заменой радиатора и уплотнений. Хуже, если жидкость попадет в сажевый фильтр. Ремонт окажется несравненно дороже.

Сегодня все еще встречаются неисправности электропривода лопаток турбонагнетателя, который работает в условиях высоких температур. К счастью, он меняется отдельно, хотя и стоит около 18 000 рублей. Все же это лучше, чем менять турбину в сборе за 100 000 рублей, как это бывало в прошлом на других двигателях.

Заключение

Хотя дизельный V6 и имеет некоторые проблемы, но в целом – это надежный агрегат. Если вы ищете Ауди А6 или А4 и стоите перед выбором между скромным четырехцилиндровым 2.0 TDI и шестицилиндровым 3.0 TDI, то лучше приобрести машину с дизельным V6. 3-литровый агрегат везет гораздо лучше и больше походит характеру автомобиля. А версия турбодизеля, соответствующая стандарту выбросов Евро-5, считается более надежной.