Модульный дизель VW
О техническом содержании автомобилей шестого поколения известно, что автомобили серии Т6 получили новую линейку силовых агрегатов. Она состоит из шести двигателей. Два из них бензиновые – TSI, а четыре – дизели TDI модельного ряда EA288, рабочим объемом 1968 куб. см. Они развивают мощность 62, 75, 110 и 150 кВт. Двигатели мощностью до 110 кВт имеют по одному турбонагнетателю с изменяемой геометрией турбины, а для мотора мощностью 150 кВт выбрана система двухступенчатого регулируемого турбонаддува. Этот дизель развивает крутящий момент 450 Нм в диапазоне частоты вращения коленчатого вала 1400-2400 об/мин.
Если о бензиновых двигателях типа ЕА888 «Volkswagen коммерческие автомобили» (Volkswagen Nutzfahrzeuge) сообщает, что они известны по модели предыдущего поколения, то о дизелях EA288 говорит как о абсолютно новых, разработанных специально для коммерческих автомобилей.
На самом деле дизели семейства EA288 были представлены еще в начале 2012 г. Двигатели этого семейства получили рабочий объем 1,6 и 2,0 л и предназначались, как тогда заявлялось, для новых Golf VII, а также Jetta и Passat. У нового мотора были увеличена мощность и крутящий момент на 36% и 19% соответственно. Буквы ЕА перед числовым кодом номера двигателя - это сокращение от слова Entwicklungsauftrag, которое переводится как задание на разработку.
Мотор EA288 является родоначальником новой модульной платформы Volkswagen MDB (Modularen Diesel Baukasten). Эта платформа должна стать основой для целой серии дизелей, которые будут устанавливаться на автомобили разных классов концерна Volkswagen.
Суть концепции модульной платформы заключается в том, что отдельные функциональные узлы двигателя выполняются в виде взаимозаменяемых модулей. Модули - это: корпус с незаменяемыми распределительными валами, головка блока цилиндров, отключаемый насос охлаждающей жидкости, масляный/вакуумный насос, привод ГРМ и навесных агрегатов. Модули навесных агрегатов включают в себя: выпускной коллектор с турбонагнетателем, впускной коллектор с теплообменником, модуль нейтрализации, отработавших газов, рециркуляции отработавших газов.
Двигатели нового семейства унаследовали от предыдущей модели ЕА189 расстояние между цилиндрами и соотношение рабочего хода к диаметру цилиндра. Степень сжатия была уменьшена с 16,5:1 до 16,2:1. Давление впрыска увеличено с 1800 бар до 2000. Блок цилиндров двигателя ЕА288 изготавливается из серого чугуна с пластинчатым графитом. Кованный коленчатый вал мотора имеет только четыре противовеса вместо обычных восьми. Благодаря этому снижается нагрузка на подшипники коленчатого вала, а вместе с этим и уровень шума, создаваемый колебаниями под действием этой нагрузки.
Привод ГРМ от коленчатого вала осуществляется зубчатым ремнем. Этот ремень приводит в действие топливный насос системы Common Rail и отключаемый аксиальный насос системы охлаждения. Чтобы уменьшить трение, в первой, наиболее нагруженной опоре распределительного вала, применен игольчатый подшипник.
Для снижения механических потерь применяются подшипники распределительного вала с низким коэффициентом трения, поршневые кольца с меньшим предварительным натягом, двухступенчатый масляный насос с объемным регулированием потока, в зависимости от потребности в потоке моторного масла. Производительность шиберного масляного насос изменяется посредством эксцентрично установленного регулирующего кольца с гидравлическим приводом. Масляный насос работает под управлением блока управления на одной из двух ступеней давления. Их выбор зависит от нагрузки на двигатель, частоты вращения двигателя и температуры масла. Масляный насос и вакуумный насос интегрирован в единый модуль. В целом фрикционные потери двигателя EA288 снижены на 15%.
Головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателей EA288 изготовлена из алюминиевого сплава. Клапаны приводятся двумя распредвалами. Оба впускных и оба выпускных канала каждого цилиндра расположены один за другим по направлению газового потока. При этом каждый распредвал открывает и закрывает по одному впускному и одному выпускному клапану в каждом цилиндре. Благодаря такому расположению клапанов, и впускные, и выпускные каналы пропускают максимальный поток воздуха/газов и создают хорошее завихрение потока.
Рубашка охлаждения в ГБЦ разделена на верхнюю и нижнюю части. Нижняя часть имеет больший объем, чтобы обеспечить лучший отвод тепла из зоны камер сгорания в ГБЦ. Обе части отделены друг от друга перегородкой в литом теле ГБЦ. Верхний и нижний потоки соединяются только на торце ГБЦ.
2-литровый вариант появившегося в 2012 г. двигателя мог поставляться в модификациях соответствующих Евро-4,-5, -6. Модель Евро-6 должна была появиться на рынке только в сентябре 2014 г. Двигатель EA288 Евро-6 отличается переменными фазами газораспределения, датчиком давления в цилиндре, системой EGR высокого и низкого давления. Система EGR низкого давления иcпользуется для снижения потерь давления примерно на 90%, снижая потерю давления с 200 миллибар до 20-25.
Для нейтрализации отработавших газов применяется мочевина (AdBlue). Сочетание систем селективного каталитического восстановления (SCR), двойной системы рециркуляции отработавших газов, сажевого фильтра и окислительного дизельного катализатора способствуют уменьшению выбросов на 45% по сравнению с двигателем предыдущего поколения модели ЕА189.
Устройства по нейтрализации отработавших газов размещаются непосредственно на двигателе. Выпускной коллектор интегрирован в головку блока (такое решение применяется на газовом двигателе ЕА211). Размещение компактного модуля доочистки отработавших газов вблизи к головке блока двигателя помогает уменьшить потери тепла и давления. Для активации химических процессов система нейтрализации должна нагреться как можно быстрей. Наибольшее количество выбросов происходит в первые 45 секунд работы мотора. В двигателях платформы Volkswagen MDB очистка отработавших газов начинается непосредственно после турбонагнетателя.
Система является модульной. Кроме системы SCR в ней может использоваться накопитель NOx или дизельный каталитический нейтрализатор – необходимое оборудование для соответствия двигателя конкретным экологическим требованиям. Гибкость системы позволяет двигателю соответствовать стандартом EPA Tier 3, California LEV III в дополнение к требованиям Евро-4, -5, -6.
Головка двигателя EA288 имеет собственный контур охлаждения, температура в нем контролируется с помощью клапанов. Когда мотор холодный, циркуляция охлаждающей жидкости наиболее активна в головке блока, что позволяет ей быстрей прогреться до рабочей температуры, тем самым улучшая топливную экономичность. Двигатель имеет три контура охлаждения: первый включает в себя небольшой объем охлаждающей жидкости, заключенный в головке цилиндров, теплообменниках EGR и системе обогрева. Когда мотор прогрет, для циркуляции охлаждающей жидкости открывается второй контур охлаждения – в блоке цилиндров. Скорость движения жидкости регулируется в зависимости от потребности охлаждения.
Третий контур охлаждения включает в себя теплообменник нагнетаемого воздуха - интеркулер. Использование теплообменника типа воздух-жидкость вместо традиционного воздух-воздух, позволяет повысить эффективность горения топлива за счет более точного контроля температуры воздуха, не только охлаждая воздух, но и подогревая его при необходимости. Температуру наддувочного воздуха регулирует блок управления двигателя, активируя для этого насос охлаждения для циркуляции охлаждающей жидкости.
Интеркулер системы турбонаддува интегрирован во впускной коллектор. Он очень компактный. Это уменьшает длину впускного коллектора на 40%, что помогает улучшить приемистость мотора.
В 2-литровой версии двигателя EA288 могут применяться два вращающихся в противоположных направлениях уравновешивающих вала, приводимые зубчатым приводом с косозубыми шестернями от коленчатого вала. Для снижения потерь на трение в приводе упорные и радиальные подшипники балансирных валов и промежуточной шестерни выполнены как подшипники качения. Смазка этих подшипников качения обеспечивается масляным туманом в блоке цилиндров.
Весной 2014 г. Volkswagen Group of America (VWGOA) объявила, что начиная со второй половины года будут поставляться автомобили с новым, более эффективным двигателем EA288, относящимся к семейству TDI Clean Diesel. В середине мая началось производство автомобилей Т6.