vag petrol engines ea211 10mpi 12tsi 14tsi 16mpi rus

7/18/2019 VAG Petrol Engines Ea211 10MPI 12TSI 14TSI 16MPI Rus

http://slidepdf.com/reader/full/vag-petrol-engines-ea211-10mpi-12tsi-14tsi-16mpi-rus 1/29

Бензиновые двигатели нового семейства были полностью созданы заново, от EA111был перенят без изменения только один параметр — расстояние между осями

цилиндров. Новые двигатели отличает исключительная компактность. Например,габаритная длина уменьшилась на 50 мм, что положительно влияет на использованиевнутреннего пространства автомобиля. Первым представителем нового поколениябензиновых двигателей с наименованием EA211 стал трёхцилиндровый 1,0 MPI,который устанавливается на модели Citigo. Теперь к новому семейству добавилисьнаддувные двигатели 1,2 TSI и 1,4 TSI. Впервые на автомобилях марки ŠKODAприменяется также наддувный двигатель 1,4 TSI/81 кВт, работающий на сжатомприродном газе (CNG). В основу конструкции двигателей EA211 положенапродуманная модульная концепция, обеспечивающая высокую гибкость при созданииконкретных исполнений, как в плане требуемой мощности двигателя, так и в планеего соответствия действующим экологическим нормам, а также специфическимместным требованиям того или иного рынка.

Наиболее важные изменения:

› необслуживаемый ремённый привод ГРМ;› оптимизация процесса сгорания;› облегчённые коленвал, шатуны и поршни;› новый 16-клапанный механизм также и на двигателе 1,2 TSI (все двигатели EA211

имеют по 4 клапана на цилиндр);› турбонагнетатель и каталитический нейтрализатор выполнены в одном узле;› регулирование фаз ГРМ;› выпускной коллектор выполнен как часть ГБЦ;› новый блок цилиндров из алюминия также и на 1,4 TSI.

Главные преимущества новых двигателей: › уменьшенная масса;› улучшенные габаритные параметры;› более высокая эффективность сгорания в широком диапазоне эксплуатационных

режимов;› уменьшение расхода топлива и снижение вредных выбросов, не только CO2 (CO2 —

до прим. 10 %).

1

Volkswagen Technical Site: http://vwts.ru http://volkswagen.msk.ru http://vwts.infoогромный архив документации по автомобилям Volkswagen, Skoda, Seat, Audi



– полностью новая модульная конструкция двигателей 1,0–1,6 л;– единая мировая концепция производства, применимая для всех вариантов

двигателей TSI и MPI без ограничений;– базовое оснащение дополнительными модульными компонентами, такими как ACT

(активная система отключения цилиндров) для оптимизации по CO2;– готовность к требованиям экологических cтандартов, которые будут действовать в

будущем, — EU6, SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle — экологический класс вСША) — и к использованию электропривода;

– малая масса: конструкция обеспечивает жёсткость блока цилиндров в широкомдиапазоне мощностей и соответствие требованиям по уровню шума приминимальной массе;

– высокая надёжность, удовлетворяющая самым строгим мировым стандартам;– система впрыска TSI — высокий удельный крутящий момент и прекрасные

динамические характеристики двигателей.

2



На всех двигателях EA211 сторона выпуска, так же как на двигателях EA288 (новыедизельные двигатели TDI CR), обращена назад (раньше выпускной коллектор мог

быть обращён как назад, так и вперёд).

Новое положениеВ предыдущем семействе двигателей EA111 сторона выпуска была обращена вперёд(по движению автомобиля) и оси цилиндров также были наклонены вперёд. В новомсемействе двигателей EA211 сторона выпуска обращена теперь, как и на бензиновыхдвигателях, назад (к стенке моторного отсека, отделяющей его от салона). Как и набензиновых двигателях, оси цилиндров на двигателях EA211 наклонены назад подуглом 12°. За счёт этого унифицируются установка/подвеска двигателя, валы приводаколёс и компоненты системы выпуска ОГ.

3



Все двигатели имеют теперь наклон цилиндров 12° назад (раньше направлениенаклона было различным — вперёд или назад), расстояние между крайней передней

точкой агрегата и осью коленвала (в плане) сократилось с 285 мм до 235 мм. Этиизменения позволяют проектировать автомобили с более короткой передней частью,что положительно сказывается на ходовых качествах и позволяет увеличить объёмсалона за счёт более эффективного использования внутреннего пространстваавтомобиля.

4



Модульные элементы: › алюминиевый блок цилиндров;

› клапанная крышка с установленными в ней распредвалами; › единый узел турбонагнетателя и каталитического нейтрализатора; › привод ГРМ и привод навесных агрегатов; › впускной коллектор со встроенным интеркулером; › кронштейны опор двигателя и крышки приводов; › модуль насоса системы охлаждения и корпуса термостата; › воздушный фильтр; › ГБЦ со встроенным выпускным коллектором.

Унифицированные элементы модулей нового семейства двигателей EA211: - блок цилиндров из алюминиевого сплава с чугунными гильзами (раньше

1,4 TSI/92 кВт — чугунный блок, 1,2 TSI — алюминиевый блок);

- впускной коллектор со встроенным интеркулером (идентичный двигателямпрежнего поколения 1,2 и 1,4 TSI);- ГБЦ с 4 клапанами на цилиндр (прежние двигатели 1,2 TSI — 2 кл./цил.) и

встроенным выпускным коллектором (идентичен двигателю 1,0 Citigo);- клапанная крышка, в которой установлены распредвалы, и, в соответствующих

случаях, ТНВД, унифицированная для многих вариантов (новинка);- масляный поддон со встроенным масляным фильтром — масляный насос

(с наружным венцом) с регулятором давления масла, 2 уровня давления,электрическое переключение (1,8/3,5 бар);

- узел привода ГРМ и навесных агрегатов — привод ГРМ зубчатым ремнём (напрежних двигателях привод ГРМ цепной);

- узел выпуска ОГ.

5



Блок цилиндров построен по той же схеме, что и на уже имеющихся двигателях1,2 TSI: алюминиевый литой блок с чугунными гильзами (прежние двигатели1,4 TSI/92 кВт — чугунный блок цилиндров). Облегчённая конструкция — масса 19 кг. Варианты: 1,2 л: D = 71,0 мм;1,4 л: D = 74,5 мм;1,6 л: D = 76,5 мм.

6



7



Облегчённые шатуны: – 30 %.EA111: масса — 523 г.

EA211: масса — 370 г.

8



Остаются 4 противовеса. EA111 — 1,4 TSI: масса — 11,4 кг.

EA211: масса — 9,2 кг. Снижение массы — 20 %.

9



– 4 клапана на цилиндр;– встроенный выпускной коллектор;

– поперечный проток ОЖ;– направляющие втулки клапанов 5 мм.

Преимущества такой схемы: - более быстрый прогрев ОЖ — двигатель быстрее выходит на свою рабочую

температуру — меньше расход топлива/вредные выбросы после пуска холодногодвигателя;

- более комфортные условия для водителя/пассажиров (вследствие более быстрогопрогрева ОЖ быстрее прогревается и салон автомобиля).

10



Клапанная крышка с установленными в ней распредвалами: - подшипники качения со стороны привода;

- уменьшенный диаметр опорных шеек;- компактная конструкция;- на двигателях TSI — привод топливного насоса высокого давления.

Модификации: 1) двигатели MPI (1,6 MPI/81 кВт — применение на а/м Škoda: с начала 2014 года

для некоторых стран);2) 1,2 TSI — с регулятором фаз ГРМ только на распредвалу впускных клапанов (+

датчик положения распредвала впускных клапанов);3) 1,4 TSI — с регуляторами фаз ГРМ на обоих распредвалах (+ 2 датчика

положения, на каждом из распредвалов);4) 1,2 и 1,4 TSI — с регуляторами фаз ГРМ на обоих распредвалах (+ 2 датчика

положения, на каждом из распредвалов) + система отключения цилиндров — применение с прим. 5/2014.

11



VW стал первым автопроизводителем в мире, начавшим устанавливать на серийно выпускаемыедвигатели систему активного отключения цилиндров (ACT). Экономия топлива составляетпорядка 0,4 л/100 км (в городском цикле — до 1 л/100 км).

Клапанная крышка (корпус распредвалов): – компактная система не требует изменения корпуса распредвалов по сравнению с базовымисполнением;

– двухпозиционные переключатели для цилиндров 2 и 3 (под два на каждый цилиндр — впускной и выпускной клапан);

– регуляторы фаз ГРМ для впускных и выпускных клапанов; – встроенный привод топливного насоса высокого давления; – блоки кулачков сдвигаются по шлицам распредвала, собственная конструкция VW; – встроенный насос системы охлаждения;– подшипники качения со стороны привода.

Снижение расхода топлива за счёт работы двигателя в режиме, оптимальном для каждогодиапазона оборотов/нагрузки: – деактивирование цилиндров 2 и 3 при низких нагрузках за счёт отключения привода

клапанов с помощью модернизированной системы Audi Valve System (AVS) сдвухпозиционными переключателями;

– снижение механических потерь на перекачивание благодаря закрыванию цилиндров 2 и 3;

– повышение эффективности работающих цилиндров 1 и 4 за счёт смещения нагрузки на них вболее высокий и выгодный диапазон; – отключение в диапазоне оборотов от 1400 об/мин до 4000 об/мин; – уменьшение тормозящего момента в режиме принудительного холостого хода; – функция Старт-стоп при стоящем автомобиле; – снижение расхода топлива — 16 %.

После отключения средних цилиндров переключением их впускных и выпускных клапанов врежим работы с нулевым ходом доступ воздуха в эти цилиндры прекращается, впрыск топливаи, соответственно, его сгорание не происходит. Цилиндры ведут себя в этом случае каквоздушный насос и при движении поршней вверх сжимают воздух, как в пневмобаллоне. Придвижении вниз сжатый воздух ведёт себя как пружина, с силой толкая поршни вниз. Обакрайних цилиндра работают в таком режиме хотя и с большей нагрузкой, но в заметно болееэффективном диапазоне (более эффективно используют энергию сгорания топлива). Если бы вобоих внутренних цилиндрах отключались только впрыск топлива и зажигание, но клапаныпродолжали бы открываться и закрываться, то цилиндры перекачивали бы воздух, что вызывалобы заметно более высокие потери механической энергии.

Наиболее эффективной система оказывается в городском движении, поэтому режим работы надвух цилиндрах может включаться в диапазоне оборотов 1250 — 4000 об/мин. Выше этойверхней границы требуется, как правило, очень высокий крутящий момент, реализоватькоторый два цилиндра могут только при существенной перегрузке. Ниже указанной нижнейграницы оборотов работа двигателя на двух цилиндрах не будет достаточно равномерной.

12



Система VW (перенята и модифицирована от Audi AVS): – переключение клапанов на «нулевой ход» за счёт осевого смещения блоков

кулачков;– блоки кулачков с Y-образной канавкой;– механическое смещение блока кулачков с помощью электрического

двухпозиционного исполнительного элемента с выдвижным штифтом — выдвижнойштифт исполнительного механизма регулирования подъёма клапана входитв Y-канавку блока кулачков, который при повороте распредвала смещается восевом направлении на 6 мм.

Условия включения 2-цилиндрового режима: – число оборотов двигателя в диапазоне 1250–4000 об/мин;– требуемый крутящий момент двигателя, в зависимости от скорости, до 85 Н∙м;– температура масла, определённая для регуляторов фаз ГРМ, достигает мин. 10 °C;– лямбда-регулирование активно.

Условия

Двигатель переключается в 2-цилиндровый режим, когда потребление топлива втаком режиме будет меньше, чемв 4-цилиндровом и выполняются определённые условия (см. слайд). Если во время работы в 2-цилиндровом режиме на короткое время потребуется болеевысокий крутящий момент (например, при ускорении), двигатель переключается в 4-цилиндровый режим. Для переключения в 2-цилиндровый режим работы отработавшие газы отводятся изсоответствующих цилиндров, после чего их выпускные клапаны отключаются.Впускные клапаны открываются ещё раз на следующем такте впуска и отключаются.Зажигание и впрыск также отключаются.Потенциальная экономия топлива в размере 0,4 л/100 км по NEFZ* обусловленаследующими факторами: меньшими потерями на дросселирование за счёт большего угла открытия дроссельнойзаслонки в 2-цилиндровом режиме. Oставшиеся 2 цилиндра работают в более эффективном диапазоне нагрузок. Mеньшие потери на нагрев стенок.

13



Система охлаждения двигателя

Двухконтурная система охлаждения с двумя термостатами — отдельно для блока

цилиндров и для ГБЦ. Уменьшенный объём системы (меньшее количество ОЖ),раздельное регулирование температуры по двум контурам и встроенный в ГБЦвыпускной коллектор обеспечивают более быстрый прогрев двигателя до рабочейтемпературы. Это означает экономию топлива и снижение вредных выбросов. В контур системы охлаждения включён также масляный радиатор двигателя.

– Отдельный низкотемпературный контур для охлаждения наддувочного воздуха,циркуляция ОЖ в нём обеспечивается электрическим насосом.

– Термостат выполнен в одном блоке с насосом системы охлаждения, которыйприводится зубчатым ремнём от распредвала выпускных клапанов.

– Двухконтурная схема системы охлаждения — раздельные контуры для охлажденияГБЦ/блока цилиндров (ГБЦ: 87 °C, блок цилиндров: 105 °C).

14



Насос системы охлаждения на новых двигателях 1,2 и 1,4 TSI выполнен в одном узлес термостатом и приводится зубчатым ремнём от распредвала выпускных клапанов.

15



16



Ремень привода ГРМ

На семействе двигателей EA211 привод распредвалов осуществляется зубчатым

ремнём. Благодаря применению современных технических решений, таких как,например, стекловолоконное армирование, срок службы ремня соответствует срокуслужбы всего автомобиля. Эти зубчатые ремни первоначально были разработаны дляприводов ГРМ дизельных двигателей, в которых они должны выдерживать высокиенагрузки.

Привод ГРМ: – привод однорядным зубчатым ремнём шириной 20 мм; – уменьшение нагрузок на ремень за счёт использования овального шкива —

решение, аналогичное применяемому на двигателях TDI; – высококачественные ремни, разработанные для TDI, не требуют обслуживания; – оптимизированный натяжитель;

– цепной привод регулируемого масляного насоса; – привод навесных агрегатов с более низким натяжением (поворотом генератора),длительное сохранение натяжения.

18



Турбонагнетатель

Каталитический нейтрализатор и турбонагнетатель объединены в один узел

(снимаются и устанавливаются в сборе). Электрический привод (электродвигатель)управления байпасным клапаном обеспечивает быстрое и точное регулированиеработы турбонагнетателя. В результате переходы между режимами занимают меньшевремени, двигатель быстрее реагирует на педаль акселератора.

Термодинамически оптимизированный турбонагнетатель – единый штуцер системы смазки — масло, охлаждение — ОЖ, ОГ и воздух — газы;– электропривод байпасного клапана — существующие двигатели 1,4 TSI, ресивер,

регулируется клапаном N75;– существенное снижение массы узла турбонагнетателя за счёт того, что выпускной

коллектор встроен в ГБЦ.

19



20



21



Контур высокого давления системы питания

В контуре низкого давления системы питания поддерживается давление 2–6 бар

(чтобы предотвратить вспенивание топлива в топливном насосе высокого давления).Давление в контуре высокого давления более высокое, чем в прежних системахнепосредственного впрыска. На холостом ходу оно достигает 140 бар. Приувеличении оборотов и нагрузки давление может повышаться до 200 бар. Такоевысокое давление способствует распылению топлива и хорошему смесеобразованию.Предохранительный клапан в системе открывается при достижении давления в220 бар.

22



Новое расположение БУ двигателя в моторном отсеке — между блокомпредохранителей и АКБ.

Без защиты/с защитой от кражи (защитный кожух) — в зависимости от комплектацииа/м.БУ двигателя — версия: BOSCH MED 17.5.21.

30



31



32



33



Регулирование давления масла Давление может регулироваться двухступенчато. В режиме низкого давления (при

малом числе оборотов и низкой нагрузке) давление поддерживается на уровне прим.1,8 бар. В режиме высокого давления — на уровне прим. 3,3 бар.

На рисунке масляный насос показан в режиме пуска двигателя и холостого хода. Поканалу от напорной стороны насоса масло через клапан регулирования давлениямасла N428 поступает к регулирующему плунжеру и механизму перемещения. Дляреализации режима низкого давления блок управления подаёт на клапан напряжение — в результате оказываются открыты оба канала к управляющему плунжеру. Поскольку давление масла в этот момент пока ещё мало (ниже 1,8 бар), управляющийплунжер смещается против сопротивления управляющей пружины тольконезначительно. Пружина механизма перемещения смещает механизм в сторонумаксимальной подачи. Масляный насос работает с максимальной подачей, пока не

будет достигнут уровень низкого давления масла (1,8 бар). В режиме холостого ходадавление масла может устанавливаться ниже этого значения.

34



При увеличении числа оборотов двигателя давление масла возрастает и обеспечиваетсмещение плунжера против усилия пружины.

В результате плунжер перекрывает канал подачи масла к передней плоскостимеханизма перемещения (со стороны пружины), одновременно открывая канал дляслива масла в поддон. Теперь со стороны пружины действует только усилие пружины,которое меньше силы давления масла, действующей на противоположную плоскостьмеханизма перемещения (напротив пружины). Таким образом, механизм перемещения сдвигается против усилия пружины. Ведомаяшестерня насоса сдвигается в осевом направлении относительно ведущей шестерни.Производительность насоса уменьшается.Когда давление снижается слишком сильно, снова открывается канал к плоскостимеханизма перемещения со стороны пружины и механизм перемещения сдвигается внаправлении большей подачи. Весь процесс постоянно повторяется, и давление маслаколеблется на отметке 1,8 бар.

35



При больших оборотах или при большой нагрузке двигателю требуется большесмазки, для чего давление масла должно поддерживаться на более высоком уровне

(уровень высокого давления). Для этого блок управления перестаёт подаватьнапряжение на клапан N428. Давление масла действует теперь только на кольцевую рабочую поверхностьплунжера, а на торцевую больше не действует. В результате общая сила давления масла становится меньше усилия управляющейпружины, плунжер быстро смещается (на рисунке — направо). Вследствие этогоканал к плоскости механизма перемещения со стороны пружины открывается ещёбольше. Механизм перемещения сдвигается в направлении полной подачи(максимальной производительности). Регулирование начинается заново, теперь навысоком уровне.

Контролируют давление масла 2 разных датчика давления:

датчик давления масла F1 (прим. 2,4 бар); датчик низкого давления масла F378 (прим. 0,4 бар).

Первые 1000 км пробега автомобиля двигатель работает только с высокимуровнем давления масла. В этой фазе клапан регулирования давления маслаN428 не используется.

36



Точно так же, как и на старых двигателях 1,2 TSI, на новых

двигателях используется картер с внутренней вентиляцией. В отличиеот двигателей 1,0 MPI/44 и 55 кВт с впрыском во впускной коллектор,на двигателях TSI не требуется регулирующий клапан. В режиме работы без наддува картерные газы подаются во впускнойтракт, в режиме наддува — через блок цилиндров и ГБЦ на стороневпуска турбонагнетателя.

vag petrol engines ea211 10mpi 12tsi 14tsi 16mpi rus

Documents