Volkswagen двигатель 3,0 л V6 TDI (семейства дизелей EA897, поколение 2). Устройство и принцип работы

Уже в 1997 году Audi впервые в мире установила двигатель V6 TDI 

на легковой автомобиль. Агрегат рабочим объёмом 2,5 л, оснащённый

распределительным ТНВД с радиальным движением плунжеров, стал первым

двигателем TDI с четырьмя клапанами на цилиндр.

В 2003 году в Audi появился первый двигатель V6 TDI рабочим объёмом 3,0 л

с системой впрыска Common Rail и цепным приводом газораспределительного

механизма. В 2005 году началось серийное использование этого двигателя

в Volkswagen.

В 2011 году Volkswagen разработал новое, второе поколение двигателей 3,0 л

V6 TDI облегчённой конструкции с инновационной системой

терморегулирования.

s581_002

Появление дизельного двигателя 3,0 л V6 TDI семейства EA897 (2-го поколения) стало новым этапом

развития в рамках непрерывного совершенствования Audi второго поколения двигателя 3,0 л V6 TDI.

Volkswagen использует этот двигатель в модели Touareg 2019.

Эта программа самообучения познакомит вас с устройством двигателей нового поколения EA897

и принципом действия некоторых их систем, узлов и механизмов.

Программа самообучения содержит информацию

Для проведения работ по техническому

о новинках конструкции автомобиля! 

обслуживанию и ремонту необходимо использовать

Внимание

Программа самообучения не актуализируется.

соответствующую техническую документацию.

Указания

Введение

Двигатели 3,0 л 170/210 кВт V6 TDI

Дизельные двигатели EA897 представляют собой новейшее поколение двигателей V6 TDI. Это новое

семейство двигателей разработки Audi отличается компактностью и расположением модуля нейтрализации

ОГ ближе к двигателю. На Volkswagen Touareg 2019 этот двигатель устанавливается в двух вариантах

мощности. Разные значения максимальной мощности реализуются различными вариантами ПО блока

управления двигателя.

Особенности конструкции

• Сочетание системы селективной каталитической нейтрализации (SCR) и накопительного

нейтрализатора NOx.

• Двухконтурная система рециркуляции ОГ с контурами высокого и низкого давления.

• Бесступенчатое регулирование давления масла.

• Компактный цепной привод ГРМ.

• Система терморегулирования с раздельным охлаждением ГБЦ и блока цилиндров.

• Система впрыска Common Rail производства Bosch с пьезофорсунками.

s581_004

Технические характеристики

Буквенное обозначение двигателя

DEND

DENA

Конструктивное исполнение

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

Рабочий объём

2967 см3

Диаметр цилиндра

83 мм

Ход поршня

91,4 мм

Число клапанов на цилиндр

Порядок работы цилиндров

1-4-3-6-2-5

Степень сжатия

16,0 : 1

Макс. мощность

170 кВт при 3250-4750 об/мин

210 кВт при 3500-4000 об/мин

Макс. крутящий момент

500 Н·м при 1750-3000 об/мин

600 Н·м при 2250-3250 об/мин

Система управления двигателя

Bosch MD1

Топливо

Дизельное, EN 590

Нейтрализация ОГ

Двухконтурная система рециркуляции ОГ, окислительный нейтрализатор,

сажевый фильтр, накопительный нейтрализатор NOx, система SCR

Экологический класс

Евро-6

Внешние скоростные характеристики

DEND

DENA

220

600

180

500

140

400

100

300

200

об/мин

1000

3000

5000

1000

3000

5000

s581_006

s581_005

Механическая часть двигателя

Блок цилиндров

В этом поколении двигателей сохранена прежняя

Масса двигателя снижена приблизительно

конструкция блока цилиндров из чугуна

на 1,1 кг по сравнению с предшествующим.

с вермикулярным графитом (GJV-450) с углом

Для этого была снижена толщина стенок и длина

развала цилиндров 90°. Этот материал отличается

рабочей поверхности цилиндров в области НМТ.

высокой прочностью и устойчивостью к нагрузкам

К блоку цилиндров привинчена опорная рама

и подходит для изготовления тонкостенных литых

крепления коленвала, изготовленная из серого

конструкций.

чугуна.

Блок цилиндров

Балансирный вал

Коленчатый вал

Верхняя часть

Рама распредвалов

масляного поддона

s581_007

Кривошипно-шатунный механизм

Коленчатый вал

Коленвал кованый, со смещёнными шатунными

Для повышения прочности коренные и шатунные

шейками (split pin). В этом 6-цилиндровом

шейки подвергаются индукционной закалке.

двигателе с углом развала цилиндров 90°

Для снижения нагрузки на коренные вкладыши

равномерность воспламенения обеспечивается

было решено отказаться от центральных

за счёт конструкции split pin, то есть смещения

противовесов. Демпфер крутильных колебаний

шатунных шеек на 30° относительно друг друга.

соединён с коленвалом торцевым зубчатым

зацеплением Хирта и центральным винтом.

Смещённые

шатунные

шейки

s581_008

Демпфер крутильных

колебаний

Фланцевое шлицевое

соединение

Центральный винт

Поршень

Выемка,

Алюминиевые поршни снабжены каналом

образующая

охлаждения для охлаждения области поршневых

камеру сгорания

колец подачей масла. В ходе производства

высоконагруженный край выемки в днище поршня

Канал

подвергается локальной лазерной обработке.

для охлаждения

При этом алюминиевый сплав в этой области

Поршневой

палец

приобретает высокопрочную структуру.

Поршневые пальцы и поршневые кольца

благодаря специальному углеродному покрытию

s581_010

обладают очень высокой износостойкостью.

Механическая часть двигателя

Цепная передача

По сравнению с двигателем предшествующего

Привод ГРМ соединяет коленвал, два распредвала

поколения цепной привод выполнен более

и балансирный вал. ТНВД приводится

компактным. Это достигается за счёт новой

от коленвала отдельным цепным приводом.

конструкции привода ГРМ и привода масляного/

Масляный/вакуумный насос приводятся напрямую

вакуумного насосов. Звёздочки распредвалов

от переднего конца коленвала цепным приводом.

в приводе распредвалов уменьшены. Эта мера

Это позволяет отказаться от отдельного вала

позволила увеличить пространство для более

привода насосов.

компактной установки модуля нейтрализации ОГ

над задними цилиндрами V-образного двигателя.

Топливный насос

высокого давления

Цепной привод

топливного насоса

высокого давления

Балансирный вал

Цепной привод

масляного/

вакуумного

насоса

Коленчатый вал

Цепь привода

распредвалов

(ГРМ)

s581_011

Масляный/вакуумный насос

Привод распредвалов

Чтобы сделать конструкцию цепного привода

промежуточной шестерни, передающей вращение

более компактной, диаметр звёздочек

звёздочек на шестерню распредвала.

распредвалов был уменьшен. Передаточное

Для снижения трения промежуточная шестерня

отношение 2 : 1 между коленвалом

установлена на игольчатый подшипник.

и распредвалом обеспечивается за счёт

Зубчатый шкив

распредвала

с компенсацией

бокового зазора

зубьев

Промежуточная

шестерня

Звёздочка

распредвала

Шестерня распредвала

Игольчатый

с компенсацией бокового

подшипник

зазора зубьев

s581_013

Механизм компенсации

бокового зазора в зубьях

Выемка неподвижной шестерни

Компенсация боковых зазоров обеспечивает

Пружинный элемент

бесшумную работу привода распредвалов.

Подвижная

Шестерни распредвалов включают одну жёстко

шестерня

соединённую с валом (неподвижную) шестерню

и одну смещающуюся в радиальном направлении

Распредвал

(подвижную) шестерню. Неподвижная

и подвижная шестерни соединены пружинным

элементом. Пружинный элемент входит в выемки

Неподвижная

неподвижной и подвижной шестерён. За счёт

шестерня

усилия пружины шестерни поворачиваются

относительно друг друга в радиальном

направлении. Это компенсирует боковой зазор

s581_014

Стопорное кольцо

зубьев шестерён, и ведомые шестерни

соединяются с шестернёй привода без зазора.

Механическая часть двигателя

Головки блока цилиндров

Головки цилиндров из алюминиевого сплава

Фланец впускного канала, приливавшийся к головке,

стали компактнее и легче примерно на 2,5 кг

теперь выполняется в виде отдельной пластиковой

по сравнению с двигателем предыдущего

детали. Распредвалы выполнены полыми

поколения.

и удерживаются отдельными двойными крышками

подшипников в головке блока цилиндров.

Крышка подшипника

Фланец впускных

каналов

Распредвал

выпускных

клапанов

Распредвал

впускных клапанов

s581_015

Роликовый рычаг клапана

Клапанный механизм

Форсунка

Двигатель имеет четыре клапана на цилиндр,

оси клапанов параллельны.

Распредвал

выпускных

Привод клапанов осуществляется

клапанов

от распредвалов через роликовые рычаги

Распредвал

с узкими роликами увеличенного диаметра.

впускных клапанов

Оси роликов выполнены вращающимися

Выпускные

каналы

для снижения трения.

Впускные каналы были доработаны

Канал

Роликовый

наполнения

рычаг клапана

для оптимального вихреобразования

Свеча

и заполнения цилиндров. Параллельно

накаливания

расположенные выпускные каналы были

оптимизированы для повышения пропускной

Вихревой

канал

способности. Впускные и выпускные каналы

новой конструкции снижают потери при смене

s581_016

заряда и улучшают заполняемость цилиндров.

Рубашка охлаждения

Система охлаждения в ГБЦ разделена на верхнюю

Больший расход ОЖ в нижней части системы

и нижнюю части. Такое разделение позволяет

охлаждения обеспечивает более интенсивное

учитывать различную потребность в охлаждении

охлаждение области камер сгорания

и термические нагрузки в разных частях ГБЦ.

и межклапанных перемычек.

Обе части системы охлаждения питаются через

В верхнем объёме циркуляции охлаждающей

блок цилиндров по отдельным путям подачи.

жидкости дроссельные отверстия в прокладке ГБЦ

обеспечивают меньший поток охлаждающей

жидкости.

Верхняя рубашка

охлаждения

Нижняя рубашка охлаждения

s581_017

Условные обозначения

Расширительный бачок

Обратный клапан

Передний теплообменник отопителя

Клапан охлаждения масла КП N509

Дроссель

Масляный радиатор коробки передач

Резьбовая пробка для удаления воздуха

Запорный клапан ОЖ отопителя N279

Автономный отопитель

Циркуляционный насос V55

Циркуляционный насос ОЖ V50

Радиатор контура рециркуляции ОГ низкого

давления

Форсунка восстановителя N474

Турбонагнетатель

Блок цилиндров

Головка блока цилиндров ряда 2

Головка блока цилиндров ряда 1

Запорный клапан охлаждающей жидкости

Датчик температуры охлаждающей жидкости G62

Радиатор контура рециркуляции ОГ высокого

давления

Термостат системы охлаждения двигателя

Масляный радиатор двигателя

Насос охлаждающей жидкости

Датчик 2 температуры охлаждающей

жидкости G802

Вентилятор радиатора

Радиатор ОЖ

Дополнительный радиатор ОЖ

Датчик температуры системы терморегулирования

двигателя G694

При заполнении системы охлаждения и удалении воздуха обязательно следуйте указаниям

и рекомендациям в руководстве по ремонту и на экране диагностического тестера!

Механическая часть двигателя

Система охлаждения с терморегулированием

Система терморегулирования обеспечивает

включённым в систему охлаждения, в зависимости

оптимальное распределение имеющегося тепла

от их потребности в тепле. Главным следствием

двигателя с учётом потребностей в обогреве

более быстрого прогрева ОЖ и оптимального

или охлаждении салона, двигателя и коробки

использования вырабатываемого двигателем

передач.

тепла является уменьшение потерь на внутреннее

Благодаря управлению температурой двигатель

трение в двигателе, что способствует снижению

быстрее прогревается после холодного пуска.

расхода топлива и уменьшению вредных

Возникающие в двигателе тепловые потоки

выбросов. Кроме того, достигается более быстрый

целенаправленно распределяются к компонентам,

прогрев салона в холодное время года.

Радиатор системы

Циркуляционный

рециркуляции ОГ

Турбонагнетатель

Форсунка

насос ОЖ V50

низкого давления

восстановителя

N474

Отопитель

Отопитель/

Коробка передач

Головки цилиндров

коробка передач

Радиатор системы

рециркуляции ОГ

Масляный радиатор

Блок цилиндров

Запорный клапан ОЖ

Насос охлаждающей

жидкости

Термостат

Радиатор ОЖ

s581_018

Условные обозначения

Контур ГБЦ

Контур блока цилиндров

Общий контур автомобиля

Система охлаждения Split Cooling

В двигателе сохранена система раздельного

подконтурами циркуляции охлаждающей

охлаждения головки блока цилиндров и блока

жидкости. Постоянно включённый насос системы

цилиндров (Split Cooling), применявшаяся

охлаждения расположен в передней части развала

в предыдущей версии. При такой системе

двигателя и подаёт охлаждающую жидкость

охлаждение ГБЦ и блока цилиндров

в каждый из блоков цилиндров со стороны

осуществляется двумя параллельными

выпуска. В этом месте потоки ОЖ к ГБЦ и блоку

цилиндров разделяются.

Турбонагнетатель

Радиатор системы

рециркуляции ОГ

Датчик температуры

Запорный клапан

охлаждающей

ОЖ

жидкости G62

Термостат

Масляный радиатор

Датчик температуры

системы терморегулирования

двигателя

G694

Насос охлаждающей жидкости

s581_109

Механическая часть двигателя

Запорный клапан охлаждающей жидкости

Он находится в развале двигателя с внутренней

представляет собой клапан с поворотным

стороны и приводится в действие вакуумным

золотником. Этот клапан позволяет регулировать

приводом. Вакуумный привод управляется

поток охлаждающей жидкости и, соответственно,

клапаном контура ОЖ ГБЦ N489. Для управления

уровень температуры в блоке цилиндров.

впрыском служит сигнал с широтно-импульсной

модуляцией (ШИМ), который выдаёт блок

управления двигателя.

s581_028

Запорный клапан охлаждающей жидкости

Клапан контура ОЖ головки блока

цилиндров N489

Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров N489

Клапан контура ОЖ головки блока цилиндров является электропневматическим устройством. Этот клапан

регулирует разрежение, приводящее в действие запорный клапан ОЖ. Клапан управляется блоком

управления двигателя с помощью ШИМ-сигнала.

Последствия при выходе из строя

При неисправности клапана контура ОЖ головки блока цилиндров запорный клапан ОЖ остаётся открытым.

Холодный двигатель

Во время прогрева двигателя клапан контура ОЖ

В результате «неподвижная охлаждающая

головки блока цилиндров N498 остаётся

жидкость» быстро нагревается, обеспечивая

закрытым. Это препятствует циркуляции

быстрый прогрев двигателя.

охлаждающей жидкости в блоке цилиндров

и подавляет отвод тепла от блока.

От блока

цилиндров, 

ряд цилиндров 2

От блока

цилиндров, 

ряд цилиндров 1

s581_030

Двигатель прогрет

После прогрева двигателя температура в блоке

на трение. Для регулирования положения клапана

цилиндров устанавливается на уровне около

с поворотным золотником блок управления

105 °C. Это позволяет шатунно-поршневой группе

двигателя использует значения, полученные

работать в оптимальном температурном

от датчика температуры системы

диапазоне с точки зрения минимизации потерь

терморегулирования двигателя G694.

s581_031

Volkswagen двигатель 3,0 л V6 TDI (семейства дизелей EA897, поколение 2). Устройство и принцип работы - часть 1