Дизельный двигатель TD4
Мобильное приложение LR-West Мобильное приложение LR-West

Дизельный двигатель 2,2 TD на Фрилендер 2

В этой статье дается краткое описание по устройству дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2.

Данный двигатель по сравнению с другими дизельными двигателями устанавливаемыми на моделях Ленд Ровер зарекомендовал себя достаточно надежным в условиях эксплуатации на Российском рынке.

Дизельный двигатель объемом 2,2 литра устанавливаемый на Ленд Ровер ФРИЛЕНДЕР 2, разработан концерном PSA , производится в Тремери, пригород Парижа. Двигатель представляет собой четвертую фазу работ по разработке двигателей в компании Форд.

 

Завод по производству дизельных Двигателей Ленд Ровер концерна PSA (Франция)

 

Производство дизельных Двигателей Ленд Ровер концерна PSA (Франция)

 

 

Двигатель установлен в поперечном расположении между передними деформируемыми лонжеронами, поглощающими энергию удара при дорожно-транспортном происшествии.

 

DW 12 Engine

Основные технические характеристики

 

Объем

2179 см3

Количество цилиндров

4, в ряд

Количество клапанов

16

Диаметр цилиндра х ход поршня

85 х 96 мм

Степень сжатия

16,6 : 1

Максимальная мощность

118 кВт (160 л. с.) при 4000 об / мин

Максимальный крутящий момент

400 Нм при 2000 об / мин

Средний расход топлива

7,5 л /100 км

Уровень выбросов СО2

194 г / км

 

Дизельный двигатель на ФРИЛЕНЕД 2 имеет 16-ти клапанный механизм газораспределения с верхним расположением распределительных валов, с роликовыми толкателями с гидравлическими компенсаторами зазоров. Блок цилиндров изготовлен с двойными стенками, отливает из чугуна.

Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава. Форма головки блока цилиндров обеспечивает оптимальное завихрение подаваемого в цилиндр воздуха во всем диапазоне частоты вращения двигателя. Коленчатый вал стальной, с двойным маховиком - демпфером крутящих колебаний. Под коленчатым валом размещены два балансирных вала.

В впускном коллекторе располагаются заслонки изменяющие завихрение подаваемого в цилиндры воздуха или ограничивающие подачу воздуха. Дроссельная заслонка электронная.

Турбонагнетатель устанавливаемый на дизельный двигатель ФРИЛЕНЕДЕР 2 - производства Garrett с изменяемой геометрией лопаток с электронным управлением, что обеспечивает переменный турбонаддув.

Топливные форсунки располагаются в центре камеры сгорания, сами топливные форсунки пьезоэлектрические, имеют 7 отверстий для впрыска топлива. Топливная система Common Rail Bosch 3 -го поколения.

Двигатель Фрилендера 2 оснащен системой рециркуляции отработавших газов. Клапаны системы рециркуляции отработавших газов Pierburg , охладители системы рециркуляции отработавших газов Visteon . Система управления дизельным двигателем ФРИЛЕНДЕР2 - усовершенствованная - Bosch Green Oak .

Дизельный двигатель на Ленд Ровер ФРИЛЕНЕДЕР 2 - соответствует требованиям токсичности EURO stage 4 и US Federal Tier 2 Bin 8

 

Графические характеристики дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2

Крутящий момент Нм

Частота вращения коленчатого вала об/мин

Мощность кВт

DW 12 Torque & power


 

Расположение идентификационного номера на дизельном двигателе ФРИЛЕНЕДЕР 2

 

Сам блок цилиндров дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2 отливается из чугуна, с двойными стенками, специальная форма спроектирована для снижения шума и увеличения жесткости. В дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 нет гильз, цилиндры выполнены непосредственно в блоке. Нумерация цилиндров от 1 до 4 начинается со стороны трансмиссии.

 

Головка блока цилиндров на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 отливается из алюминиевого сплава, и клапанная крышка обрабатываются совместно, как прецизионная пара. По технологии конструкция головки блока цилиндров новая, обеспечивает завихрение поступающего в цилиндры воздуха без необходимости использования дополнительных клапанов.

Головка блока цилиндров, клапанная крышка и распределительные валы дизельного двигателя Freelander 2


Головка блока цилиндров и крышка распределительного вала имеют сопрягаемые поверхности. Эти детали отшлифованы и точно позиционированы с помощью двух центрирующих втулок. Эти два компонента всегда устанавливаются вместе и не заменяются по отдельности. Головка блока цилиндров и крышка распределительного вала герметично соединены друг с другом. Сальник, установленный в передней части головки блока цилиндров, обеспечивает герметичное соединение с кожухом выпускного распределительного вала.

 

Коленчатый вал на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 пяти-опорный, стальной, 5 классов коренных вкладышей. На коленчатом валу располагается шестерня привода балансирных валов.

Распределительные валы на дизельном двигателе ФРИЛЕНЕДЕР 2 – чугунные. Для крепления используются 5 подшипников скольжения, расположенных в головке блоке цилиндров и клапанной крышке. Выпускной распределительный вал приводится зубчатым ремнем от шкива на коленчатом валу. Впускной распределительный вал приводится от выпускного с помощью цепной передачи. Вакуумный насос приводится от впускного распределительного вала. Топливный насос высокого давления на ФРИЛЕНДЕР 2 приводится от выпускного распределительного вала. Компенсаторы зазоров и коромысла гидравлического типа, соответственно зазор в клапанах не регулируется.

Гидрокомпенсаторы зазора и рокера (роликовые коромысла) дизельного двигателя Freelander 2


16 клапанов управляются роликовыми коромыслами (рокерами) и гидрокомпенсаторами зазора, которые приводятся в действие кулачками распределительного вала. Один конец роликового коромысла опирается на конец штока клапана, другой прикреплен к гидрокомпенсатору зазора. В середине роликового коромысла имеется ролик, который постоянно соприкасается с кулачком распределительного вала.

Поршни на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 имеют торроидальную форму, изготавливаются из алюминиевого сплава. Имеют 3 поршневых кольца (верхнее и нижнее компрессионные, маслосъемное). Поршни имеют двойные канавки для охлаждения маслом, которое подается разбрызгивающими форсунками., а так же двух конусный поршневой палец и втулки поршневого пальца. Сам поршневой палец удерживается двумя кольцами.

 

 

axe axe_piston

 

Шатуны на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 имеют конусную верхнюю головку с отверстиями для подачи масла, предусматривают три класса верхних втулок, один класс шатунных подшипников.

 

pied_de_biele biele_dw12b

Балансирные валы на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 – немного поясним их функцию ( для чего они нужны).

Рассмотрим момент, когда поршни 1-го и 4-го цилиндров находятся в верхней мертвой точке (ВМТ), в то время как поршни 3-го и 2-го цилиндров находятся в нижней мертвой точке (НМТ), в таком случае силы возникающие при опускании поршней 1 и 4 отличаются от сил, необходимых для подъема поршней 3 и 2, разность этих сил вызывает неравномерность вращения двигателя. В дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 TD 4 эти силы компенсируются созданием противонаправленных сил. Для этого используются противовесы на балансирных валах. Для компенсирования изменяющихся сил противовесы должны находится в НМТ в то время, когда поршни перемещаются по направлению к ВМТ. Так как такая ситуация наблюдается дважды на каждый оборот коленчатого вала, частота вращения балансирных валов на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 в два раза больше частоты вращения коленчатого вала.

Balance shaft intro_1 Balance shaft intro_

Балансирные валы на дизельном двигателе ФРИЛЕНЕД 2 устанавливаются ниже коленчатого вала и приводятся шестерней, расположенной вблизи противовеса поршня третьего цилиндра.

Balance_cassette_drive_gear Balance shaft components

Один балансирный вал приводится непосредственно от коленчатого вала двигателя, и вращается в противоположную сторону по отношению к направлению вращения коленчатого вала. Второй балансирный вал приводится от первого балансирного вала и вращается в ту же сторону, что и коленчатый вал.

Balance_cassette

Зазор между шестерней коленчатого вала и блоком шестерен балансирных валов регулируется с помощью специального инструмента. Для регулировки зазора необходимо использовать прокладки, которые устанавливаются между блоком цилиндров и корпусом узла балансирных валов.

Balance cassette backlash check Balance_cassette_shim

Ремонт головки блока цилиндров на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 заводом изготовителем не предусматривается. Сам узел балансирных валов на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 изготовлен с высокой точностью и разборке не подлежит. Привалочные поверхности блока цилиндров допускается обрабатывать. Головка блока цилиндров и клапанная крышка на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 обработаны совместно с высокой точностью и, в случае необходимости, всегда должны заменяться вместе. Периодичность замены приводного ремня составляет по регламенту с 2010 года - каждые 120000 км с с модельного ряда 2013 года каждые 135000 км. Ремонт головки блока цилиндров на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 заводом изготовителем не предусматривается. Поддон дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2 – штампованный, стальной. Масляный насос на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 роторного типа, приводится посредством однорядной цепи от звездочки на коленчатом валу. Максимальное давление масла 6,5 Бар при 4500 об / мин . В дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 имеются 4 форсунки разбрызгивания масла для охлаждения поршней. Клапан сброса открывается при давлении 8 Бар. Масляная система на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 предусматривает комбинированный узел фильтра и охладителя масла с датчиком давления масла, а так же комбинированный датчик уровня и температуры масла (автомобили с установленным фильтром продуктов сгорания дизельного топлива DPF

DSCN3186

Завод изготовитель предусматривает использование Масло 5 W /30 – соответствующее спецификации Ford 913- B полностью синтетическое

Объем заливаемого масла в дизельный двигатель ФРИЛЕНДЕР 2:

Сухой двигатель, включая фильтр 6.46 литра

Замена масла и фильтра 5.86 литра

Сервисный интервал замены масла составляет 12000 км по регламенту до 2013 года , и 13000 км по регламенту с 2013 года. В случае повышенного содержания серы в дизельном топливе, завод изготовитель рекомендует менять масло в дизельных двигателях Ленд Ровер каждые 6000 км.

 

Система охлаждения дизельного двигателя

Ленд Ровер ФРИЛЕНДЕР 2

Состоит из водяного насоса, который приводится ремнем привода распределительных валов, основного радиатора охлаждения, толщина радиатора 7 мм, изготавливается из алюминия, расширительного бачка, который отливается при высоком давлении. Блока вентилятора охлаждения, комплектуется только одна модификация вентиляторов системы охлаждения вне зависимости от климата, в котором эксплуатируется автомобиль. Вентилятор управляется сигналом широтно-импульсной частотной модуляции ( PWM ). Для рынков с холодным климатом на Ленд Ровер ФРИЛЕНДЕР 2 дополнительно устанавливается топливный отопитель и дополнительный насос охлаждающей жидкости.

 

Система охлаждения дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2

DW12_AT_LR_iso

Объем жидкости системы охлаждения на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 составляет - 7.6 литров , объем жидкости системы охлаждения с дополнительным отопителем 8.0 л , содержание антифриза - 50%, спецификация охлаждающей жидкости Texaco XLX . В радиаторе имеется пробка для слива охлаждающей жидкости.

 

Блок вентилятора охлаждения дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2

Hot climate radiator

 

Система впуска дизельного двигателя ФРИЛЕНДЕР 2

Система впуска и очистки воздуха на дизельном двигателе ФРИЛЕНДЕР 2 включает в себя: бумажный фильтрующий элемент, турбокомпрессор Garratt с электронно-управляемым приводом изменения геометрии лопаток турбины, воздушный радиатор охлаждения нагнетаемого воздуха (интеркулер), 4 трубки резонатора в впускном тракте, объединенный узел дроссельной заслонки и впускного коллектора , усовершенствованную конструкция головки блока цилиндров для максимального завихрения потока поступающего воздуха, заслонки, прикрывающие подачу воздуха к головке блока цилиндров.

 

Induction system

 

 

Сама головка блока цилиндров имеет особенность, седла впускных клапанов имеют неправильную форму, что вызывает завихрение воздушного потока.

 

swirl

 

Топливная система дизельного ФРИЛЕНДЕР 2

 

DW12 fuel system

Топливная система Common Rail Bosch 3-го поколения. Имеет механический насос подачи топлива из топливного бака, максимальное давление создаваемое в системе 1800 бар.Пьезоэлектрические форсунки имеющие 7 отверстий и способны выполнять 5 отдельных впрыскиваний топлива за время одного рабочего цикла. В форсунках встроен обратный клапан в сливном контуре.

Функция подогрева топлива на дизельном ФРИЛЕНДЕР 2.

Топливо подается из топливного бака механическим насосом, расположенным в задней части корпуса топливного насоса высокого давления. Само топливо проходит через фильтр кассетного типа и поступает на вход в топливный насос высокого давления.

ppe-HP-2 Fuel filter_1

 

Узел топливного фильтра имеет следующие особенности: оболочку для повышения прочности фильтра в случае дорожно-транспортных происшествий, бумажный элемент, расположенный внутри герметичной пластиковой емкости (необслуживаемый); подогрев топлива с использованием термостатического клапана для предотвращения загустевания топлива, имется трубопровод для слива воды ; в верхней части корпуса топливного фильтра вставляется датчик температуры топлива (в контуре к двигателю) для передачи в электронный блок управления двигателем данных, которые используются для вычисления необходимого давления в топливной рампе.

 

Термостатический клапан встроен в узел топливного фильтра и способствует повышению температуры топлива и предотвращает загустевание топлива.

Если температура подаваемого из бака топлива ФРИЛЕНДЕРА 2 ниже 10 оС, все сливаемое из контура высокого давления топливо подается в область вокруг топливного фильтра.Если температура подаваемого из бака топлива выше 10оС, часть топлива, сливаемого из контура высокого давления, проходит в топливный бак, минуя топливный фильтр. Количество топлива, которое будет сливаться в бак мимо топливного фильтра, будет зависеть от температуры топлива и положения термостатического клапана.

Топливный насос высокого давления дизельного двигателя 2.2 л TD4 Freelander 2


Топливный насос высокого давления дизельного двигателя 2.2л TD4 Freelander 2 прикреплен к задней правой части головки блока цилиндров и приводится в действие выпускным распределительным валом. На торце корпуса насоса имеется фланцевое соединение, а в цилиндрическом кожухе установлен ведущий вал насоса. Кожух ведущего вала насоса проходит в корпус головки блока цилиндров и герметизирован кольцевым уплотнением.

Топливная система высокого давления на ФРИЛЕНДЕР 2- -общие сведения

Привод топливного насоса высокого давленияосуществляется от выпускного распределительного вала. Максимальное давление топлива в рампе – 1800 Бар.Давление топлива на режимах холостого хода – 300 Бар. Обратный клапан поддерживает давление в сливной магистрали форсунок на уровне 10 Бар. Пьезоэлектрические форсунки, 7 отверстий, устанавливаются в центре камеры сгорания.

Топливные форсунки дизельного двигателя Freelander 2


Топливные форсунки – пьезоэлектрического типа, с 7 отверстиями в распылителе. Форсунки расположены по центру в камерах сгорания головки цилиндров и служат для распыления топлива непосредственно на тороидальное днище поршней.

DW12 fuel system

 

На каждой форсунке имеется 10-ти значный буквенно-цифровой код.Цифровой код позволяет электронному блоку управления двигателем оптимизировать управление топливной форсункой на основе калибровок каждой индивидуальной форсунки. Калибровки отображают реальное количество топлива, которые впрыскивается в цилиндр при определенном давлении топлива по отношению к номинальному количеству топлива при том же давлении.Если форсунки снимаются с двигателя, важно запомнить их положение и установить каждую форсунку на то же место, с которого она снималась. В случае замены форсунок необходимо ввести 10-ти значный буквенно-цифровой код в память электронного блока управления двигателем с помощью диагностической системы IDS .

 

Обслуживание топливной системы

Замена топливного фильтра на ФРИЛЕНДЕР 2 регламентируется производить каждые 24000 км .

Injector_leak_off_pipe_removal Injector_leak_off_pipe_removal_1

 

Система рециркуляции отработавших газов EGR на ФРИЛЕНДЕР 2

EGR system

Согласно требованиям стандарта Euro IV , ограничивающего выброс загрязняющих веществ, необходимо поддерживать определенный уровень выбросов загрязняющих веществ при пробеге 100,000 км. Поэтому очень важно, чтобы на протяжении такого длительного пробега в двигатель подавалось правильное количество чистого воздуха. Система рециркуляции отработавших газов используется для обеспечения подачи точного количества свежего воздуха. Если возникают отклонения в работе форсунок и / или датчика массового расхода воздуха, вычисленное значение требуемого свежего воздуха не будет соответствовать реально необходимому, поэтому система рециркуляции отработавших газов отключается.

Твердые частицы (сажа):

Если в цилиндр подается недостаточное количество воздуха, увеличивается содержание твердых частиц (сажи), монооксидов углерода ( CO ) и углеводородов ( HC ), так как в этом случае имеет место неполное сгорание топлива.

Оксиды азота NOx :

Если смесь становится беднее (для того же количества дизельного топлива, увеличивается содержание оксидов азота NOx . Для поддержания баланса используется подача в цилиндр отработавших газов Кислородный датчик влияет на образование твердых частиц в отработавших газах и, следовательно, на способность соответствовать ограничениям по содержанию загрязняющих веществ в отработавших газах при пробеге 100,000 км. Кислородный датчик измеряет соотношение кислорода и топлива по составу отработавших газов, что позволяет пересчитать действительно необходимое количество топлива, которое необходимо подать в цилиндр. Поэтому, если возникают отклонения в работе форсунок и / или датчика массового расхода воздуха, эти отклонения могут компенсироваться кислородным датчиком. По показаниям кислородного датчика выполняется коррекция информации, содержащейся в массивах данных в памяти электронного блока управления, позволяющим рассчитывать необходимое количество подаваемого в цилиндр топлива и свежего воздухаТакже по показаниям кислородного датчика определяется оптимальная работа системы рециркуляции отработавших газов.

Система вентиляции картерных паров дизельного двигателя Фрилендер 2


L-образная крышка головки блока цилиндров установлена поверх сопрягаемой крышки распределительного вала и закрывает выпускной распределительный вал и отверстия привода выпускного распределительного вала. Профильная прокладка и кольцевые уплотнения клапана PCV обеспечивают герметизацию между двумя крышками.

 

Топливный бак и трубопроводы подачи топлива ФРИЛЕНДЕР 2

Объем топливного бака на ФРИЛЕНДЕР 2 – 68 литров. Сам топливный бак - седельного типа. Внутри бака имеется перекачивающий модуль. Перекачивающий модуль для автомобилей, оборудованных дополнительным топливным подогревателем (дополнительный трубопровод) имеет измененную конструкцию.

Fuel system

Топливный бак седельного типа изготавливается из шестислойного ламинированного пластика и содержит следующие компоненты:

Модуль подачи топлива с интегрированным перекачивающим модулем, в которой используется трубка Вентури;

2 магнитных датчика уровня топлива передают информацию об уровне топлива в центральный коммутационный блок CJB . CJB вычисляет количество топлива в топливном баке и отправляет рассчитанное значение в щиток приборов.

Fuel tank module Fuel tank

Стратегия предотвращения выработки топлива из топливного бака на ФРИЛЕНДЕР 2

  1. Предупреждающий сигнал об низком уровне топлива в баке на ФРИЛЕНДЕР 2 генерируется, когда в баке остается 10,3 литра топлива. 
  2. Этап 1 > Объем топлива в баке = 4,5 литра (Ограничение по крутящему моменту, круиз контроль отменяется / не включается. Диагностические коды неисправности не регистрируются, водитель ФРИЛЕНДЕРА 2 может заметить недостаток крутящего момента только при интенсивном ускорении). 
  3. Этап 2 > Объем топлива в баке ФРИЛЕНДЕР 2 = 3,5 литра (симптомы как в этапе 1 + пропуск вспышек) Диагностические коды неисправности не регистрируются
  4. Этап 3 > Объем топлива в баке = 3,5 литра (симптомы как в этапе 1 + 2 + Остановка двигателя. Регистрируется диагностический код неисправности P 115B 68 "Low Fuel Level Forced Engine Shutdown “ – низкий уровень топлива привел к остановке двигателя 
  5. Для возможности последующего использования ФРИЛЕНДЕР 2 следует заправить более 5,5 литров топлива. Чтобы быть уверенным в том, что показания датчиков уровня топлива обновились, следует добавлять топливо при выключенном зажигании, как при обычной заправке. 
  6. Если попытаться запустить двигатель без дозаправки, двигатель запуститься и остановиться через 500 мс

Контакты