Двигатель Audi 4.0 л V8 TFSI с двумя турбонагнетателями (битурбо)

91 Pages·6.951 MB·Russian

Программа самообучения 607
Только для внутреннего пользования
Двигатель Audi 4,0 л V8 TFSI
с двумя турбонагнетателями (битурбо)
Audi
Service Training
В семействе V-образных двигателей Audi прибавление — новый Расположение обоих рядов цилиндров «горячими» сторонами
4,0 л V8 TFSI стал первым восьмицилиндровым бензиновым друг к другу потребовало особого внимания к организации
двигателем, оснащённым двумя турбонагнетателями (битурбо) и теплоотвода под капотом. Другое ограничение накладывала
системой впрыска FSI. Он базируется на основе атмосферного необходимость выполнения законодательных требований по
двигателя 4,2 л V8 FSI модели Audi A8 ’12. При этом конструкция защите пешеходов при столкновении. Конструкция двигателя
был заимствована от 4,2 л V8 FSI практически полностью, но с позволяет реализовать широкий диапазон мощности и
уменьшением рабочего объёма 4,2 до 4,0 л для снижения крутящего момента, так как этот двигатель предназначается
расхода топлива. для установки в нескольких различных моделях Audi, а также
на автомобилях других марок концерна.
Помимо этого, «фактически работающий» рабочий объём может
быть уменьшен ещё за счёт отключения цилиндров. Эта мера Двигатель 4,0 л V8 TFSI использует все технические решения
обеспечивает эффективную работу двигателя в режиме из обширного так называемого «модульного конструктора
частичных нагрузок. Ещё одной характерной чертой конструкции эффективности» Audi, начиная от систем Старт-стоп и
является расположение обоих рядов цилиндров сторонами рекуперации энергии и заканчивая широким рядом мер по
выпуска друг к другу, т. н. схема HSI (сокращение от нем. снижению внутренних потерь на трение. Двигатель
«горячей стороной внутрь»). При этом в развале цилиндров производится на венгерском заводе Audi в г. Дьёр с
нашлось место не только для обоих турбонагнетателей, но и для использованием самых современных технологических
интеркулера. В целом, организация пространства в стеснённом процессов, таких как, например, хонингование с оснасткой,
моторном отсеке представляла одну из основных сложностей, имитирующей установку головки блока цилиндров.
которую конструкторам пришлось преодолевать
в проектировании этого двигателя.
607_006
Эта программа самообучения знакомит читателя с устройством • С какой целью применяется отключение цилиндров и как оно
двигателя 4,0 л V8 TFSI. После проработки этой программы реализуется?
самообучения читатель будет в состоянии ответить себе на • Каковы характерные особенности системы
следующие вопросы: терморегулирования 2-го поколения?
• Каковы конструктивные особенности двигателя? • Что изменилось в системе управления двигателя по
• Как устроены и работают отдельные системы двигателя, такие сравнению с двигателем 4,2 л V8 FSI?
как системы впуска, смазки, охлаждения? • Что нужно учитывать при техническом обслуживании
двигателя?
2
Содержание
Введение
Восемь цилиндров под знаком четырёх колец _________________________________________________________________________________________________________4
Краткое техническое описание ___________________________________________________________________________________________________________________________6
Технические характеристики _____________________________________________________________________________________________________________________________8
Механическая часть двигателя
Блок цилиндров ___________________________________________________________________________________________________________________________________________12
Кривошипно-шатунный механизм ______________________________________________________________________________________________________________________16
Система вентиляции картера ____________________________________________________________________________________________________________________________18
Адсорбер с активированным углём (AKF) ______________________________________________________________________________________________________________23
Головки блока цилиндров _______________________________________________________________________________________________________________________________24
Цепной привод ____________________________________________________________________________________________________________________________________________26
Привод навесных агрегатов ______________________________________________________________________________________________________________________________27
Система смазки
Общая схема _______________________________________________________________________________________________________________________________________________28
Масляный насос ___________________________________________________________________________________________________________________________________________30
Охлаждение масла ________________________________________________________________________________________________________________________________________33
Масляный фильтр _________________________________________________________________________________________________________________________________________34
Контроль давления масла ________________________________________________________________________________________________________________________________36
Отключаемые форсунки охлаждения поршня ________________________________________________________________________________________________________38
Система охлаждения
Схема системы _____________________________________________________________________________________________________________________________________________44
Контур охлаждения двигателя ___________________________________________________________________________________________________________________________48
Охлаждение / нагрев масла коробки передач ________________________________________________________________________________________________________50
Охлаждение наддувочного воздуха _____________________________________________________________________________________________________________________53
Контур отопителя __________________________________________________________________________________________________________________________________________54
Расположение радиаторов _______________________________________________________________________________________________________________________________54
Система впуска и наддува
Введение ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________56
Турбонагнетатели Twin-Scroll ____________________________________________________________________________________________________________________________58
Отключение цилиндров — cylinder on demand
Введение ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________62
Принцип работы ___________________________________________________________________________________________________________________________________________64
Активные опоры двигателя ______________________________________________________________________________________________________________________________68
Система активного шумопонижения ANC (Active noise cancelation) _______________________________________________________________________________72
Система питания
Общие положения ________________________________________________________________________________________________________________________________________76
Система выпуска ОГ
Общий вид _________________________________________________________________________________________________________________________________________________78
Заслонки ОГ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________80
Система подачи вторичного воздуха ____________________________________________________________________________________________________________________82
Система управления двигателя
Схема системы _____________________________________________________________________________________________________________________________________________84
Система управления двигателя MED 17.1.1 ___________________________________________________________________________________________________________86
Приложение
Техническое обслуживание ______________________________________________________________________________________________________________________________88
Контрольные вопросы ____________________________________________________________________________________________________________________________________90
Программы самообучения _______________________________________________________________________________________________________________________________91
Эта программа самообучения содержит базовую информацию по устройству новых моделей
Примечание
автомобилей, конструкции и принципах работы новых систем и компонентов.
Она не является руководством по ремонту! Указанные значения служат только для облегчения
понимания и действительны на момент составления программы самообучения.
Для проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту необходимо использовать актуальную
техническую литературу.
Дополнительная
информация
3
Введение
Восемь цилиндров под знаком четырёх колец
Мощные восьмицилиндровые двигатели применяются на Но истоки восьмицилиндровых двигателей под знаком четырёх
автомобилях Audi уже довольно давно, подчёркивая, помимо колец уходят в историю намного дальше — разработка первых
прочего, премиум-имидж марки, особенно в сегменте мощных и силовых агрегатов с восемью цилиндрами началась ещё на
по-спортивному динамичных седанов высшего класса. заводах Horch, одной из компаний, вошедших в конечном итоге
На спортивных автомобилях и внедорожниках (SUV) двигатели в Auto Union, от которого впоследствии произошла современная
V8 также неизменно входят в гамму предлагаемых силовых компания Audi AG.
агрегатов.
1927 — первый 8-цилиндровый двигатель в Германии
Первым автомобилем класса люкс с рядным 8-цилиндровым
двигателем, выпускавшимся на заводах Horch в г. Цвиккау, был
Horch 303. Выпускаемый с января 1927 года он является первым
успешным серийным немецким автомобилем с 8-цилиндровым
двигателем. Даже в простейшем исполнении с открытым
кузовом он относился в Германии к автомобилям высшего
класса.
Разработанный Паулем Даймлером, сыном известного
немецкого пионера автомобилестроения Готлиба Даймлера,
рядный восьмицилиндровый двигатель с двумя верхними
распредвалами выпускался до 1931 года — всего было
выпущено 8490 таких двигателей.
Этот рядный восьмицилиндровый двигатель Horch отличался
исключительной плавностью работы — двигатель работал
настолько ровно, что поставленная на него ребром монета не
падала.
607_103
1933 — первый V-образный 8-цилиндровый двигатель Horch
В 1933 году Auto Union впервые представил на автосалоне
в Берлине автомобиль Horch с 8-цилиндровым двигателем
с V-образным расположением цилиндров. Двигатель имел
рабочий объём 3 литра и развивал на начальном этапе
мощность 46 кВт при 3200 об/мин. По числу цилиндров и
рабочему объёму «маленький» Horch получил обозначение
модели 830.
В дальнейшем развитии линейки Horch V8 в 1935 году вышел
Horch 830 BL с удлинённым шасси, которому было суждено стать
наиболее массовой моделью заводов Horch. Из общего числа
6124 выпущенных экземпляров половина пришлась на
исполнение с кузовом пульман-лимузин (показан на фото).
607_104
4
1988 — выход в сегмент автомобилей представительского класса
На Парижском автосалоне в 1988 году публике была
представлена модель Audi V8. Автомобиль выпускался на заводе
в Неккарсульме и был единственным седаном
представительского класса, который мог похвастаться приводом
на все колёса. Его двигатель V8 первоначально имел рабочий
объём 3562 см³ и развивал мощность 185 кВт при 5800 об/мин.
Позже добавилось ещё и исполнение с рабочим объёмом
4,2 литра, которое устанавливалось и на последующей модели
Audi A8.
Audi V8 была первой попыткой Audi войти в сегмент
представительских автомобилей высшего класса. Модель
Audi V8 выпускалась в течение шести лет, до весны 1994 года.
В начале 1990-х годов Audi некоторое время принимала участие
с моделью Audi V8 в гонках немецкого кузовного чемпионата
DTM, выиграв главный приз два сезона подряд.
Дополнительную информацию по этой теме можно найти
в программах самообучения SSP 106 «Audi V8» и SSP 217
«Двигатель V8 5V».
607_105
2006 — непосредственный впрыск топлива FSI
Чтобы в полной мере использовать потенциал
непосредственного впрыска и на 8-цилиндровых двигателях
Audi, двигатель 4,2 л V8 был оснащён системой
непосредственного впрыска бензина FSI.
Двигатель предлагался в двух исполнениях: базовом,
ориентированном на комфортную езду — впервые начал
устанавливаться в Audi Q7 — и спортивном, высокооборотном,
для Audi RS4 ’06 (309 кВт при 7800 об/мин).
Исполнение V8 (257 кВт при 6800 об/мин) для Audi Q7
отличалось настройкой. Двигатель отличает более ровная
характеристика крутящего момента вплоть до номинального и
быстрая реакция на нажатие педали акселератора.
Динамические качества, вытекающие из высокой мощности и
крутящего момента этого силового агрегата, обеспечивали и
обеспечивают автомобилям Audi ведущие позиции и в самом
требовательном сегменте рынка.
Дополнительную информацию по этой теме можно найти в
программе самообучения SSP 377 «Двигатель Audi 4,2 л V8 FSI». 607_106
2012 — турбонаддув и отключение цилиндров
4,0 л V8 TFSI — первый 8-цилиндровый бензиновый двигатель
Audi с двумя турбонагнетателями и системой впрыска FSI. Этот
двигатель выпускается в различных мощностных исполнениях,
которые устанавливаются на модельных рядах Audi C и D.
Основной целью при разработке этого двигателя было
сокращение расхода топлива, достигнутое путём целого ряда
технических решений, например, отключением цилиндров
в режимах неполной нагрузки.
Подробному описанию этого двигателя посвящена данная
программа самообучения.
607_107
5
Краткое техническое описание
• Восьмицилиндровый V-образный двигатель с углом • Система управления температурой 2-го поколения (ITM 2).
развала 90°.
• Поперечный проток ОЖ.
• Система непосредственного впрыска FSI (бензин).
• Система управления двигателя MED 17 1.1, с управлением по
• Литой алюминиевый блок цилиндров. давлению/оборотам (p/N).
• Два турбонагнетателя Twin-Scroll в развале блока цилиндров. • Система рекуперации энергии при замедлении движения
автомобиля.
• Выпускные коллекторы с двойной теплоизолирующей
воздушной прослойкой. • Система Старт-стоп (в зависимости от модели и страны
поставки, см. таблицу на стр. 7).
• Интеркулер с жидкостным охлаждением.
• Активные опоры двигателя с исполнительными механизмами
• Управление работой цилиндров / отключение цилиндров с подвижными электромагнитными катушками.
(ZAS).
Двигатель для Audi S7 Sportback, вид сзади 607_013
6
Варианты
Двигатель 4,0 л V8 TFSI устанавливается на различных моделях Информация о вариантах, исполнениях и модификациях
Audi. В зависимости от модельного ряда и рынка поставки приведена в таблице ниже. Дополнительные технические
автомобиля устанавливаемые двигатели могут несколько характеристики см. на последующих страницах.
отличаться.
Модельный ряд C71) D42)
Использование в а/м Audi S6 ’12 Audi A8 ’12 Audi S8 ’12
Audi S7 Sportback
Буквенное обозначение CEUC CEUA CGTA
двигателя
Мощность, кВт (л.с.) 309 (420) 309 (420) 382 (520)
Крутящий момент, Нм 550 600 650
Рынки без рекуперации и Азия, США, Канада, Корея, SAM3) Азия, SAM3) Азия, США, Канада,
системы Старт-стоп Корея
Нормы токсичности ОГ • Евро 2 (зависит от давления насыщенных паров • Евро 2 (зависит от • ULEV 2
топлива) давления • Tier 2 BR
• ULEV 2 насыщенных паров • Евро 5 плюс
• Tier 2 BR топлива)
• Евро 5 • ULEV 2
• Евро 5 плюс • Tier 2 BR
• Евро 5
• Евро 5 плюс
Масса двигателя, кг 219 219 224
Коробка передач DL511-7Q AL551-8Q AL551-8Q
1) На иллюстрации показан двигатель для Audi S6 ’12.
2) На иллюстрации показан двигатель для Audi S8 ’12.
3) SAM = рынок Южной Америки.
Примечание
Технические описания в этой программе самообучения базируются на исполнениях двигателей для моделей Audi S6 ’12
или Audi S7 Sportback (модельный ряд C7). Отличия от других исполнений указываются отдельно при описании
соответствующих систем.
7
Технические характеристики
Audi S6 ’12, S7 Sportback (модельный ряд C7)
На моделях ряда C7 двигатель 4,0 л V8 TFSI устанавливается
только в одном мощностном исполнении.
Наиболее существенные отличия от исполнения для модельного
ряда D4:
• один общий воздухозаборник с правой стороны для обоих
турбонагнетателей;
• отсутствие насоса гидроусилителя рулевого управления;
• дизайн верхнего кожуха двигателя.
Двигатель в Audi S7 Sportback, с одним воздухозаборником (вид спереди) 607_014
8
Внешние скоростные характеристики двигателя
(мощность и крутящий момент)
Двигатель 4,0 л V8 TFSI с буквенным обозначением CEUC
мощность, кВт
крутящий момент, Нм
Число оборотов [об/мин]
607_002
Буквенное обозначение двигателя CEUC
Тип двигателя 8-цилиндровый V-образный двигатель с углом развала 90°
Рабочий объём, см3 3993
Мощность, кВт (л.с.) при об/мин 309 (420) при 5000–6400
Крутящий момент, Нм при об/мин 550 при 1400–5200
Количество клапанов на цилиндр 4
Порядок работы цилиндров 1-5-4-8-6-3-7-2
Диаметр цилиндра, мм 84,5
Ход поршня, мм 89
Степень сжатия 10,1 : 1
Система управления двигателя Bosch MED 17 1.1, с управлением по давлению/оборотам (p/N)
Топливо бензин с октановым числом не ниже 95
Нормы токсичности ОГ Евро 2 (зависит от давления насыщенных паров топлива), ULEV 2, Tier 2 BR, Евро 5,
Евро 5 plus
Выбросы CO , г/км 225
2
Использование в а/м S6 ’12, S7 Sportback
9
Audi A8 ’12, Audi S8 ’12 (модельный ряд D4)
На моделях ряда D4 двигатель 4,0 л V8 TFSI устанавливается
в двух отличающихся по мощности исполнениях.
Наиболее существенные отличия от исполнения для модельного
ряда C7:
• отдельные воздухозаборники для каждого из двух • дизайн верхнего кожуха двигателя;
турбонагнетателей (только в Audi S8 ’12); • отличающееся расположение электродвигателя насоса
• дополнительный насос гидроусилителя рулевого управления; вторичного воздуха (в моторном отсеке справа).
Двигатель для Audi S8 ’12 с двумя воздухозаборниками (вид спереди) 607_007
10