Система отключения цилиндров (АСТ) на двигателе 1.4 л 103 кВт TSI. Устройство и принцип действия

35 Pages·2.387 MB·Russian

Service Training
Программа самообучения 510
Система отключения цилиндров (АСТ)
на двигателе 1,4 л 103 кВт TSI
Устройство и принцип действия
Двигатель 1,4лTSI103кВт с системой отключения цилиндров (ACT)— это представитель новой серии
бензиновых двигателей EA211. Он также является первым массово выпускаемым четырёхцилиндровым
двигателем, в котором половина цилиндров может быть отключена для уменьшения расхода топлива.
Комбинация отключения цилиндров с BlueMotion Technology позволяет двигателю быть мощным
иодновременно с этим экологичным.
Отключение цилиндров уменьшает расход топлива двигателя 1,4лTSI в цикле NEFZ на 0,4 литра
на100километров. Это соответствует уменьшению выбросов CO на десять граммов накилометр.
2
В комбинации с BlueMotion Technology расход топлива уменьшается на 0,6литров на100км.
7
7
7
_
0
1
5
s
В этой программе самообучения объясняются принципы устройства и действия системы отключения
цилиндров(ACT*).
*Аббревиатура ACT (active cylinder technology) является зарегистрированной торговой маркой
концерна Volkswagen.
Программа самообучения содержит Для проведения работ по техническому
информацию о новинках конструкции обслуживанию и ремонту необходимо
Внимание
автомобиля! использовать соответствующую техническую
Программа самообучения не актуализируется. документацию. Указания
2
Оглавление
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Двигатель 1,4л103кВтTSIс системой отключения цилиндров (ACT) . . . . . . . .4
Преимущества отключения цилиндров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
Механическая часть двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Устройство системы отключения цилиндров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Устройство распредвалов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Смещение блоков кулачков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Меры по уменьшению вибраций и шумов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Система управления двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Обзор системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Система управления двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Рабочая зона системы отключения цилиндров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Процесс отключения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Процесс включения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Индикация системы отключения цилиндров на дисплее
в комбинации приборов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Датчики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Исполнительные механизмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Техническое обслуживание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Специальные инструменты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
3
Введение
Двигатель 1,4 л 103 кВт TSI с системой отключения
цилиндров (ACT)
Отличие этого двигателя от обычного двигателя 1,4л103кВтTSI заключается, прежде всего, в наличии
системы отключения цилиндров.
Особенности конструкции
• Система отключения цилиндров (АСТ).
• Привод ГРМ зубчатым ремнём.
• Головка блоков цилиндров со встроенным
выпускным коллектором.
• Насос системы охлаждения объединён
скорпусом термостатов.
• Привод насоса системы охлаждения с помощью
зубчатого ремня от распредвала выпускных
клапанов.
• Модуль турбонагнетателя с электроприводом
регулятора давления наддува.
• Регуляторы фаз ГРМ на впускном и выпускном
s510_003
распредвалах.
• Шестерёнчатый масляный насос с двумя
уровнями давления масла.
Технические характеристики Внешняя скоростная характеристика
Н·м кВт
Буквенное обозначение CPTA
280 110
двигателя
Конструктивное Рядный 4Jцилиндровый 260 100
исполнение
240 90
Рабочий объём 1395см3
Диаметр цилиндра 74,5мм 220 80
Ход поршня 80мм
200 70
Клапанов на цилиндр 4
180 60
Степень сжатия 10,0:1
Макс. мощность 103 кВт при 4500–6000 об/мин 160 50
Макс. крутящий момент 250 Н·м при 1500–3500 об/мин
140 40
Система управления Bosch Motronic MED 17.5.21
двигателя 120 30
Топливо Неэтилированный бензин
100 20
с октановым числом 95
Нейтрализация ОГ Трёхкомпонентный 80 10
1000 3000 5000 7000
каталитический нейтрализатор,
широкополосный лямбдаJзонд об/мин
перед нейтрализатором и s510_004
триггерный — после
Экологический класс Евро6
4
Система отключения цилиндров (АСТ)
Система отключения цилиндров (АСТ) в как можно более широком диапазоне режимов частичной нагрузки
полностью выключает из работы цилиндры 2 и 3. Это означает, что впускные и выпускные клапаны обоих
цилиндров остаются закрытыми и впрыск топлива и зажигание также не происходят. Двигатель работает только
на 2 цилиндрах.
За счёт этого остальные цилиндры двигателя работают с большей нагрузкой, а значит — в более эффективном
диапазоне, расход топлива уменьшается.
Для отключения клапанов на каждом из двух распредвалов установлено по два исполнительных механизма.
Исп. механизм кулачков Исп. механизм кулачков
впускных клапанов выпускных клапанов
Исп. механизм
цилиндра 3 цилиндра 2
кулачков выпускных
клапанов цилиндра 3 Исп. механизм
кулачков впускных
клапанов цилиндра 2
5
0
0
_
0
1
5
s
Условия для отключения цилиндров
• Число оборотов двигателя в диапазоне • Температура масла в двигателе не ниже 10°C.
1250–4000об/мин. • ЛямбдаJрегулирование активно.
• Крутящий момент, соответствующий действию
водителя, не превышает определённого
значения, зависящего от числа оборотов, и
влюбом случае не больше 85Н·м.
Пуск двигателя всегда осуществляется в 4Jцилиндровом режиме!
5
Введение
Преимущества отключения цилиндров
Меньше потери на дросселирование
Большим недостатком бензиновых двигателей по сравнению с дизельными, с точки зрения расхода топлива,
является необходимость сильного дросселирования в режиме частичных нагрузок.
Тогда как дизельные двигатели могут работать с почти полностью открытой дроссельной заслонкой (крутящий
момент регулируется при этом изменением цикловой подачи топлива), в бензиновых двигателях должен
практически всегда поддерживаться стехиометрический состав топливоJвоздушной смеси (λ = 1). Только
таквсистеме выпуска с трёхкомпонентным каталитическим нейтрализатором могут быть выполнены
требования экологических норм.
Чтобы сделать более понятными преимущества использования 2Jцилиндрового режима, на рисунках далее
показаны положения дроссельной заслонки при частичной нагрузке в 2J и в 4Jцилиндровом режимах. В обоих
случаях блок управления двигателя рассчитывает, сколько воздуха и топлива необходимо для обеспечения
необходимого крутящего момента.
4+цилиндровый режим
Поскольку воздух поступает во все цилиндры,
дроссельная заслонка для реализации требуемого
крутящего момента приоткрыта только
нанебольшой угол.
При засасывании воздуха вокруг дроссельной
заслонки возникают сильные завихрения
воздушного потока. ИзJза этих завихрений 
двигатель должен засасывать воздух, преодолевая
большое сопротивление. В результате потери
мощности на дросселирование возрастает расход
s510_006
топлива.
2+цилиндровый режим
Чтобы в 2Jцилиндровом режиме реализовать тот же
крутящий момент, что и в 4Jцилиндровом, в оба
работающих цилиндра должно поступать примерно
то же количество воздуха, что раньше в 4, то есть
вкаждый из работающих цилиндров должно
поступать теперь вдвое больше воздуха. Это
возможно только тогда, когда дроссельная заслонка

открыта на больший угол. Благодаря большему углу
открытия дроссельной заслонки, возникает меньше
завихрений.
Двигатель засасывает воздух при меньшем s510_007
сопротивлении, и расход топлива снижается.
6
Меньше потери на газообмен
(насосныепотери)
Отключённый цилиндр
При отключении цилиндров 2 и 3 ни впуска, Нулевые кулачки
нивыпуска воздуха в них не происходит. Ролики
рычагов этих цилиндров прокатываются под
нулевыми кулачками (см. стр. 11), в результате чего
клапаны остаются закрытыми.
Таким образом, никакие усилия ни на открывание
клапанов, ни на всасывание и выталкивание
изцилиндров воздуха не затрачиваются.
Клапаны
закрыты
s510_070
Увеличение КПД двигателя
Цилиндры 1 и 4, помимо своей работы, перенимают Работающий цилиндр
также работу отключённых цилиндров 2 и 3. Рабочие кулачки
Врезультате они работают в диапазоне большей
нагрузки. В этом диапазоне смесеобразование
исгорание происходят более эффективно.
Кроме того, в отключённых цилиндрах теплота
сгорания не отводится через стенки цилиндров.
В результате тепловые потери двигателя
уменьшаются, а его термодинамический КПД
увеличивается.
s510_071
Эффективное
смесеобразование
7
Механическая часть двигателя
Устройство системы отключения цилиндров
Корпус распредвалов изготовлен из алюминия методом литья под давлением и образует вместе с двумя
распредвалами единый модуль.
Конструктивно оба распредвала идентичны. Сдвигаются блоки кулачков четырьмя
На наружной поверхности распредвалов имеются исполнительными механизмами (два для впускных и
шлицы, на которых установлены два неподвижных два для выпускных блоков кулачков),
блока кулачков для неотключаемых установленными на корпусе распредвалов.
цилиндров 1 и 4 и два сдвижных в осевом
направлении блока кулачков для отключаемых
цилиндров 2 и 3. Собираются распредвалы уже
в корпусе распредвалов.
Исп. механизм кулачков
выпускных клапанов
Исп. механизм кулачков впускных
клапанов
Датчик
Холла
Неподвижный блок
кулачков
Корпус
распредвалов
Цилиндрический
Сдвижной
просечной штифт Шариковый фиксатор
блок кулачков
Распредвал
выпускных
Рама распредвалов клапанов
s510_011
8
Опоры распредвалов установлены в корпусе Для уменьшения потерь на трение в передних
распредвалов и в двух жёстких рамах опорах обоих распредвалов, воспринимающих
распредвалов. Блоки кулачков играют в то же время наибольшую нагрузку от зубчатого ремня,
и роль подшипников. используются шарикоподшипники.
Корпус распредвалов
Распредвал
выпускных клапанов
Шарикоподшипник
Распредвал
впускных клапанов
Блок кулачков Рама распредвалов
s510_010
При ремонте корпус распредвалов с распредвалами заменяется только в сборе.
9
Механическая часть двигателя
Устройство распредвалов
На каждом распредвалу установлены блоки кулачков двух разных типов:
Цилиндры 1 и 4: Цилиндры 2 и 3:
• Блоки кулачков жёстко соединены • Блоки кулачков могут сдвигаться в шлицах
сраспредвалом шлицами и одним распредвала прим. на 7мм и фиксируются
просечнымштифтом каждый. вконечных положениях шариковым
фиксатором.
Цилиндрический просечной штифт
Задающий
ротор датчика Шариковый фиксатор
Холла
s510_077
s510_076
Блок кулачков
Блок кулачков цилиндра 2
цилиндра 4
Блок кулачков
цилиндра 3
Шлицы распредвала
s510_012
Из соображений экономии места, занимаемого сдвижными блоками кулачков, а также
из соображений унификации деталей, на этом двигателе все кулачки и ролики роликовых
рычагов выполнены более узкими, чем на обычных двигателях.
10