Введение .
На протяжении моей личной ремонтной практики (и думаю не только моей ) существовали и существуют по настоящее время, в своем роде, неоспоримые истины по части конструктивных решений агрегатов, которые выражались в надежности функционирования, установленных на автомобилях их не так много, но они есть . В качестве примера можно взять например межосевой дифференциал Torsen или механический нагнетатель Roots (кто не знает его устройство, предлагаю ознакомится с материалом www.drive2.ru/b/2230476/) .Эти агрегаты как "скалы" возвышаются среди разнообразного механического лома потому, что практически .не выходят из строя и не требуют к себе особого внимания владельца .
В самом деле, обращения по поводу нарушения функционирования крайне редки и носят обычно … антропогенный фактор — иными словами, если кто-то решил вмешаться в работу исправного механизма ).
Собственно поэтому отдельно рассматривать механику их работы смысла не имеет, но, как говорится, все течет все меняется и данные агрегаты тоже требуют замены, часто проигрывая по части эффективности (КПД силовой установки ) и все более востребованными становятся не саморегулирующие, а управляемые внешними электронными устройствами системы, так как считается что они предоставляют более широкие возможности благодаря гибкому, адаптивному подходу .Такой переход мы сегодня и обсудим взяв в качестве примера новую серию 3.0 TFSI.
1 . Технические данные .
Можно было перечислить стандартные, табличные ТТХ обоих моторов для сравнения, но здесь, по моему мнению, интересно другое . Напомню, в 3.0 TFSi использовали в качестве агрегата наддува — механический нагнетатель фирмы Roots, который несмотря на массивность, как это не странно принес много позитивных моментов в работу 6 — ти цилиндрового мотора, (такой тип агрегата наддува в VW использовался редко, навскидку можно вспомним, раннюю модель механического нагнетателя на линейке VW на 4-х цилиндровом моторе Коррадо /Пассат (PG) оказалась неудачной в конструктивном плане и не эффективной по части использования в такой сборке, далее 1.4 BMY в котором наоборот именно к механическому нагнетателю претензий не было никаких ) . Признаюсь, когда такая модель появилась на V6 где даже на атмосферном наблюдались проблемы с гильзами цилиндров, ожидали нечто подобное (поясню, из-за дефицита компоновки вентиляции картерных газов, поступало снизу в компрессор прямо из модуля вентиляции, без какой либо промежуточной очистки ), но проходил год за годом а к нагнетателю вопросов не было, оказался очень живучий агрегат ))
На новой же модификации 3.0 мотора механический нагнетатель был заменен обычным турбокомпрессором, если брать внешний вид ДВС, то он практически не отличается от своего рядного собрата .
давайте сравним, показатели мощности /крутящего момента у этих двух моторов .
Ничего странного не замечаете ? В данном случае на себя обращает внимание совпадение в пике двух графиков крутящего момента и развиваемой мощности, которое по определению невозможно даже теоретически )) . А какие то не реальные показания давления для турбокомпрессора в графике от 800 до 2000 в выделенных участках, прямо очень хочется использовать модную, молодежную закладку типа "Шта ? Это как это ?" ))
Я думаю не для кого не секрет, что ДВС с механическим нагнетателем обладает весьма ценным свойством — очень быстро выходить на оптимальные значения наддува, буквально с оборотов холостого хода за счет низкой инерционности нагнетателя (плюс жесткой связи с коленчатым валом ДВС) . Опять -же на обсуждаемом моторе серии еа 839 турбокомпрессор стандартный, с обычным вакуумным приводом .
2. Возврат к турбокомпрессору стандартной компоновки, в чем смысл ?
В конструкции турбокомпрессора можно выделить отдельные газовые каналы для каждого ряда цилиндров .
В таком, не простом исполнении "горячей части" есть смысл, здесь используется турбокомпрессор высокого давления на пиковых нагрузках давление наддува поднимается до 2.3 бар (отчасти и в этом кроется ответ по улучшению стартовых характеристик -быстрый выход на рабочий режим ) .
Кроме этого обращаю Ваше внимание на общую тенденцию в автомобилестроении максимально возможного расширения проходного сечения "горячей" улитки со стороны выхода отработавших газов и короткий газовый канал до первых секций катализатора .
эффект мгновенного расширения ОГ сечения канала(а значит и падение давление ОГ) после прохода их через турбинное колесо турбокомпрессора, и равномерного распределения по площади сечения катализатора без потери температуры ОГ делает работу каталитических элементов максимально эффективными, а сопротивление отработанных газам минимальным .
Условие только одно -блок катализаторов (а он многоступенчатый на современных автомобилях ) нужно как то разместить в моторном отсеке здесь (для ОДНОЙ турбины ) с этим проблем нет, в отличии от того же N63, где впервые решили применить революционную для того времени схему .Посмотрите сами .
кроме этого, здесь существует отдельный контроль температуры около турбинного пространства .
Вангую, что это будет "главный враг " и для тюнеров и для владельцев имея полномочия вызывать аварийное ограничение наддува .)
Описывать подробно систему турбонаддува по другим элементам не имеет смысла, так как здесь не используется, модная нынче, жидкостная система охлаждения наддува с многочисленными электрическими моторчиками и заслонками (обошлись стандартной воздушной всего с одним интеркулером ), о том к чему ведет слишком насыщенная теплообменниками, жидкостная система охлаждения поговорим в следующем материале о 8 -ми цилиндровом моторе с двумя турбокомпрессорами ) ), здесь же основной упор делается на вакуумные приводы и актуаторы, все просто и надежно в то же время . По текущим наработкам агрегат наддува в таком исполнении особых претензий не вызывает (хотя были сомнения по части целостности выпускных гофр при такой компоновке ) так что заносим в плюс).
3. Система привода газораспределительного механизма .
Если данная система на предыдущей модификации 3.0 TFSi практически не отличалась от атмосферных моторов, то на моторах серии еа 839 были проведены кардинальные изменения .
Нижняя часть привода выполнена в стиле японских производителей — с промежуточной шестерней (на V8 схема та же), а верхняя повторяет реализацию управления фазорегулятором "баварского завода" )). Если к нижней части претензий не имеется — подрезание эвольвенты зубьев у пары шестерен коленчатого и промежуточного (балансирного) вала ( и соответственно с появлением зазоров — прогрессирующий шум ) будет ой как не скоро … то к такому решению управления фазорегуляторами (и меня, я думаю поддержат владельцы Мерседесов и БМВ)) .
я лично отношусь скептически, так за прошедшее время было зафиксировано достаточно много претензий к работе управляющих клапанов подобной конструкции у других производителей (БМВ, Мерседес), к тому же угол регулирования всего в 25 градусов относительно коленчатого вала не поражает воображение ).
Интегрированная уже на постоянной основе система подъема клапанов на впускном вале проблем не вызвала, хотя при первом появлении о надежности подвижных кулачковых муфт беспокоились (усложнена конструкция).Есть и положительный момент в конструкции, на который указывалось в прошлом материале .
Наконец то мы имеем нормальные, ремонтопригодные крышки распределительных валов, тенденция правильная ))
4. Система вентиляции картерных газов .
На старой модификации 3.0 TFSi с учетом размещения в развале механического нагнетателя, агрегата с малым количеством выделяемого тепла, можно было разместить полноценный маслоотделитель с несколькими ступенями маслоотделения и интегрированным в него редукционным клапаном, и к нему претензии возникали уже после приличного пробега .
новой же модификации, с учетом установки в развале турбокомпрессора температура там значительно поднялась, и максимум что получилось разместить в качестве отдельного агрегата это охлаждаемый ОЖ масляный теплообменник . А как же вентиляция картерных газов ?
Увы, не впечатляет, с учетом размещения "обрезанного" варианта интегрированного в одну из клапанных крышек и замену полноценных циклонов и инерционных фильтров грубой очистки, как мне кажется, ее пропускной способности будет не хватать при эксплуатации на средних /высоких нагрузочных режимах быстрый прогрев мембраны редукционного клапана здесь тоже не реализован, не исключаю доработки впоследствии такой системы установкой внешнего циклона высокой производительности .
5. Система смазки .
В целом система смазки создана с учетом проблем проявленных ранее на рядном моторе и выглядит вполне надежно .
Здесь можно выделить следующее :
1)магистраль масляных форсунок охлаждения поршней приняло окончательный вид, с отдельным центральным, электрическим клапаном включения и отдельным датчиком давления масла контролирующим его работу .
2 ) Помимо стандартного датчика температуры масла в поддоне, существует отдельный температурный датчик в магистрали (крайне важный момент, наряду с описанным ранее датчиком температуры пространства в развале ДВС (контроль нагрева "горячей части" турбокомпрессора) создает надежный контроль по предотвращению перегрева масла, вспомните состояние трубок магистрали слива N63 в палец шириной забитых нагаром наглухо ). Если перейти к компоновке модуля подачи масла, становится понятно, что регулируемый масляный насос это, своего рода идея "фикс" настоящего времени и применяется на современных автомобилях практически у всех производителей )) .
Насосные потери на приводе масляного насоса составляют приличную часть в общем КПД двигательной установки, и желание снизить их вполне обоснованное .Спорить тут можно только о самой конструкции такого регулируемого насоса, в данном случае выбран, как мне кажется, оптимальный вариант судя по характеристике давления .Обратите внимание также на отказ использования приводного вала и дополнительного цепного привода в задней части ДВС, применяя прямую цепную передачу с "носка " ДВС что, значительно упрощает конструкцию цепного привода ГРМ .
Вообще развал ДВС в данной модификации выглядит на удивление насыщенным (учитывая, что здесь же установлен турбокомпрессор которому нужно активное охлаждение и смазка ) механический, масляный термостат отрегулирован на открытие при 110 градусах .
6.Система охлаждения .
Здесь произошли существенные изменения, достаточно сказать, что предыдущая модификация не имела раздельных контуров охлаждения ГБЦ и блок -картера, как и отключаемого насоса ОЖ . Обычно все претензии к системе охлаждающей жидкости заключались в вечном .я бы сказал, вопросе "Куда исчезает антифриз ?" . Но здесь он имеет специфический оттенок, которого я хотел бы коснуться подробно и именно для ДВС с нагнетателем, так как даже сейчас, спустя много лет с выпуска такого ДВС выясняется, что не многие сразу определяют причину такой утечки …
… поясняю, почему возникают сложности при поиске утечки антифриза не срабатывает .Надо понимать что здесь, как такового, впускного коллектора не имеется, его заменяет сам корпус механического нагнетателя, расстояние до впускных каналов ГБЦ минимально, и соответственно, накапливаться антифризу при разгерметизации одного из таких теплообменников просто негде . В итоге один из впускных каналов начинает постепенно "обрастать шубой " так как утечка антифриза постоянная и минимальная, чаще всего антифриз просто не доходит до камеры сгорания (и поэтому осматривать свечи бестолку) высыхая по дороге так сказать и . сужая проходное сечение и проверить это, без снятия нагнетателя не получится . Доводилось видеть экземпляры в запущенном состоянии с минимальным сечением, уже с постоянными пропусками (как понимаете стандартные мероприятия по заменам свечей, катушек не помогают и . топливные форсунки тоже бесполезно мыть на таком автомобиле в итоге получаем приговор на …кап .ремонт )) . Согласитесь, довольно тяжело получить такой вердикт при диагностике . не заслуженно, учитывая общую тягу таких моторов к задирам гильз цилиндров .)
7.Топливная система .
Здесь с первого взгляда вроде ничего не обычного, однако посмотрите на расположение топливных форсунок
обычное центральное расположение не требующее в отличии от предыдущих моторов FSi доработки днища поршня .Так они выглядели раньше .
А что это значит ? То, что ставка на послойное смесеобразование и упор на работу на переобедненной смеси (в чем собственно и заключалась главная идея такого типа впрыска изначально), увы, так и не оправдала себя . Многочисленные попытки доработок прошивки и самих узлов, использование смешанных систем (как в третьем поколении ЕА 888) не давали нужно результата, а вот дополнительные осложнения в диагностике приносили ).
Видимо учитывая это, решили систему упростить и одновременно поднять рабочее давление топлива до 250 бар реализуя многократный впрыск . С одной стороны более высокий уровень давления топлива в рампе это повышенные требований к качеству топлива, качественной работой регулирующих систем, а с другой, при такой организации подачи топливной смеси в цилиндры ДВС Вам совершенно не нужно установка например вот таких деталей .
да, Вы угадали, это можно сказать, проклятие диагностов — вихревые заслонки, стабильную работу которых, по разным причинам, не удавалось обеспечить не на одном встречаемом мною ДВС . Чаще всего бывало что, устав от процесса подбора работающего коллектора (а китайские коллекторы, по понятным причинам, далеко не всегда позволяли забыть о проблеме )) владельцы просто программно отключали вихревые заслонки (т.е. состояние процесса когда используется в камере сгорания только обычная гомогенная топливная смесь ) .
Хочу напомнить, что использование вихревых заслонок связано с организацией подачи заряда в камеру сгорания для работы на переобедненных топливных смесях и положение топливной форсунки здесь тоже является важным фактором, но, как было отмечено ранее, в новой модификации ДВС нет вихревых заслонок, и форсунки там занимают центральное положение в поперечном сечении цилиндра . Чем же компенсируется в этом случае отказ от послойного смесеобразования ? Повышение КПД работы этого двигателя достигается другим способом, а именно — реализацией цикла Миллера (подобно еа 888) посредством системы AVS + использование турбокомпрессора высокого давления . Дополнительно, у системы AVS есть интересная особенность — управление подвижной муфтой осуществляется электромагнитом с двумя раздельными штырьковыми элементами, такое решение позволяет реализовать очень короткую фазу открытия впускного клапана ( 130° угол поворота коленвала) с ранним завершением
впуска(собственно в этом и состоит цикл Миллера). Еще одним существенным отличием ДВС поколения ЕА 839 является отсутствие системы подачи вторичного воздуха или более распространенного названия -ускоренного прогрева катализатора .
Нет завывания мотора после произведенного пуска и нет соответственно досадной индикации "мясорубки" на комбинации приборов неисправности системы, которая непосредственно к работе самого ДВС никак не относится )) . Здесь все просто, из за конфигурации выпускного тракта, а также реализации многократного впрыска необходимость в такой "внешней" продувке катализатора для быстрого разогрева отпала, что является безусловно преимуществом в сравнении с предыдущей модификацией этого ДВС .
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Заключение : Подводя итоги по части сравнения старой и новой концепции мотора 3.0 TSi, в целом можно сказать, что этот мотор получился более менее сбалансированным . Да, ожидаются определенные трудности в работе системы вентиляции картерных газов вызванные такой компоновкой, да и довольно насыщенная система охлаждения не придает уверенности, но сейчас, по прошествии определенного времени, уже можно сказать, что компоновка агрегатов турбонаддува оказалась вполне удачной (и опасения, к примеру, с перегревом масла ДВС в теплообменнике оказались напрасными )) . Особых проблем с системой
регулирования фаз, с учетом новой конструкции актуаторов ( при условии замены масла 6-8 т.км разумеется) на этом ДВС тоже пока не наблюдается, думаю такой вариант ДВС является вполне достойным к приобретению и дальнейшей эксплуатации в наших условиях . На этом позвольте попрощаться и до новых встреч .
Денис Карпов