PSA-moottori - Ford 1,6 HDi / TDCi 8V (DV6)
Vuoden 2010 jälkipuoliskolla PSA / Ford -konserni toi markkinoille merkittävästi uudistetun 1,6 HDi / TDCi -moottorin. Edelliseen verrattuna se sisältää jopa 50% kierrätettyjä osia. Tämän moottorin Euro 5 -päästöstandardin noudattaminen on itsestäänselvyys.
Pian sen jälkeen, kun se tuli markkinoille, alkuperäisestä yksiköstä tuli erittäin suosittu suorituskykyominaisuuksiensa vuoksi. Tämä tarjosi autolle riittävän dynamiikan, minimaalisen turboefektin, erittäin suotuisan polttoaineenkulutuksen, hyvän käsiteltävyyden ja mikä tärkeintä, edullisen painon vuoksi myös vähemmän moottorin vaikutusta auton ajo -ominaisuuksiin. Tämän moottorin laaja käyttö eri ajoneuvoissa osoittaa myös sen suuren suosion. Sitä löytyy esimerkiksi Ford Focuksesta, Fiestasta, C-Maxista, Peugeot 207, 307, 308, 407, Citroën C3, C4, C5, Mazda 3 ja jopa premium-Volvo S40 / V50. Mainituista eduista huolimatta moottorissa on "kärpäsiä", jotka nykyaikaistettu sukupolvi eliminoi suurelta osin.
Moottorin perusrakenne on kokenut kaksi suurta muutosta. Ensimmäinen on siirtyminen 16 venttiilin DOHC-jakaumasta 8-venttiilin OHC "vain"-jakaumaan. Vähemmän venttiilin reikiä, tämä pää on myös vahvempi ja vähemmän painoa. Lohkon yläosan vesikanava on yhdistetty jäähdytyspäähän pienillä epäsymmetrisesti sijaitsevilla siirtymillä. Alhaisten tuotantokustannusten ja suuremman lujuuden lisäksi tämä alennettu rakenne soveltuu myös syttyvän seoksen pyörittämiseen ja myöhempään polttamiseen. Sylinterien ns. symmetrinen täyttö on vähentänyt palavan seoksen ei-toivottua pyörteilyä 10 prosenttia, mikä vähentää kosketusta kammion seinämiin ja siten lähes 10 % vähemmän lämpöhäviötä sylinterin seinämiin. Tämä pyörteen väheneminen on jossain määrin paradoksi, koska pyörteitä aiheutettiin viime aikoihin asti tarkoituksella sulkemalla yksi imukanavista, niin sanotut pyörreläpät, johtuen sytytysseoksen paremmasta sekoittumisesta ja myöhemmästä palamisesta. Nykyään tilanne on kuitenkin toinen, sillä suuttimet syöttävät dieselpolttoainetta korkeammalla paineella, jossa on enemmän reikiä, joten sitä ei tarvitse auttaa sumuttamaan nopeasti ilmaa pyörittämällä. Kuten jo mainittiin, lisääntynyt ilmanpyörte merkitsee paineilman jäähdytyksen lisäksi sylinterin seinillä myös suurempia pumppaushäviöitä (pienemmästä poikkileikkauksesta johtuen) ja palavan seoksen hitaampaa palamista.
Toinen merkittävä muutos suunnittelussa on alumiinilohkoon sijoitetun valurautaisen sylinterilohkon muokkaaminen. Vaikka pohja on edelleen tiukasti kiinni alumiinilohossa, yläosa on auki. Tällä tavalla yksittäiset sylinterit menevät päällekkäin ja muodostavat ns. Märkiä inserttejä (avoimen kannen lohko). Näin ollen tämän osan jäähdytys on kytketty suoraan sylinterinkannen jäähdytyskanavaan, mikä johtaa merkittävästi tehokkaampaan palotilan jäähdytykseen. Alkuperäisessä moottorissa oli valurautaiset terät kokonaan valettu suoraan sylinterilohkoon (suljettu taso).
Myös muut moottorin osat on vaihdettu. Uusi pää, imusarja, erilainen ruiskutuskulma ja männän muoto aiheuttivat erilaisen sytytysseoksen virtauksen ja siten myös palamisprosessin. Myös suuttimet vaihdettiin, joihin tuli yksi lisäreikä (nyt 7) sekä puristussuhde, joka laskettiin alkuperäisestä 18:1:stä 16,0:1:een. Puristussuhdetta pienentämällä valmistaja saavutti alhaisemmat palamislämpötilat, tietenkin pakokaasujen kierrätyksen takia, mikä johtaa tuskin hajoavien typen oksidien päästöjen vähenemiseen. Myös EGR-säätöä on muutettu päästöjen vähentämiseksi ja se on nyt tarkempi. EGR-venttiili on kytketty vesijäähdyttimeen. Kierrätettyjen savukaasujen määrää ja niiden jäähdytystä ohjataan sähkömagneettisesti. Sen avautumista ja nopeutta säätelee ohjausyksikkö. Myös kampimekanismin paino ja kitka ovat vähentyneet: kiertokanget on valettu osiin ja halkaistu. Männässä on yksinkertainen pohjaöljysuihku ilman pyörrekanavaa. Männän pohjassa oleva suurempi reikä sekä polttokammion korkeus myötävaikuttavat pienempään puristussuhteeseen. Tästä syystä venttiilien syvennykset eivät ole mahdollisia. Kampikammion tuuletus tapahtuu ajoituskäytön pidikkeen kannen yläosan kautta. Sylinterien alumiinilohko on jaettu kampiakselin akselia pitkin. Kampikammion alarunko on myös kevytmetallia. Siihen ruuvataan tinainen öljypohja. Irrotettava vesipumppu vähentää myös mekaanista vastusta ja moottorin nopeampaa lämpenemistä käynnistyksen jälkeen. Siten pumppu toimii kahdessa tilassa, kytkettynä tai ei kytkettynä, samalla kun sitä käyttää liikkuva hihnapyörä, jota ohjataan ohjausyksikön ohjeiden mukaan. Tarvittaessa tätä hihnapyörää pidennetään kitkavoimansiirron aikaansaamiseksi hihnalla. Nämä muutokset vaikuttivat molempiin versioihin (68 ja 82 kW), jotka eroavat toisistaan VGT-turboahtimella (82 kW) - overboost-toiminto ja erilainen ruiskutus. Hauskan vuoksi Ford ei käyttänyt liimaa irrotettavaan vesipumppuun ja jätti vesipumpun suoraan kiinni kiilahihnaan. On myös syytä lisätä, että vesipumpussa on muovinen juoksupyörä.
Heikompi versio käyttää Bosch-järjestelmää solenoidisuuttimilla ja 1600 baarin ruiskutuspaineella. Tehokkaampi versio sisältää Continentalin pietsosähköisillä injektoreilla, jotka toimivat 1700 baarin ruiskutuspaineella. Injektorit suorittavat jopa kaksi pilotti- ja yhden pääruiskutuksen ajon aikana kussakin jaksossa ja kaksi muuta FAP-suodattimen regeneroinnin aikana. Injektiolaitteiden tapauksessa on myös mielenkiintoista suojella ympäristöä. Pakokaasujen vähäisten saastepitoisuuksien lisäksi Euro 5 -päästöstandardi edellyttää, että valmistaja takaa vaaditun päästötason 160 000 kilometriin asti. Heikommalla moottorilla tämä oletus toteutuu myös ilman lisäelektroniikkaa, koska ruiskutusjärjestelmän kulutus ja kuluminen ovat pienemmät pienemmän tehon ja pienemmän ruiskutuspaineen vuoksi. Tehokkamman version tapauksessa Continental-järjestelmä olisi jo varustettava ns. automaattisesti mukautuvalla elektroniikalla, joka havaitsee ajon aikana poikkeamat vaadituista palamisparametreista ja tekee sitten säädöt. Järjestelmä kalibroidaan moottorijarrutuksessa, kun nopeus kasvaa lähes huomaamattomasti. Elektroniikka sitten selvittää, kuinka nopeasti nämä nopeudet nousivat ja kuinka paljon polttoainetta tarvittiin. Oikeaa automaattista kalibrointia varten on tarpeen kuljettaa ajoneuvoa aika ajoin, esimerkiksi alas rinnettä, jotta moottorijarrutus kestää pidempään. Muussa tapauksessa, jos tätä prosessia ei tapahdu valmistajan määrittämässä ajassa, elektroniikka saattaa näyttää virheilmoituksen ja huoltokeskuksessa on käynti.
Nykyään auton toiminnan ekologia on äärimmäisen tärkeää, joten jopa päivitetyn 1,6 HDi:n tapauksessa valmistaja ei jättänyt mitään sattuman varaan. Yli 12 vuotta sitten PSA-konserni esitteli lippulaivaansa Peugeot 607:ään hiukkassuodattimen, joka sisältää erityisiä lisäaineita, jotka auttavat poistamaan hiukkaspäästöjä. Ryhmä on ainoa, joka on säilyttänyt tämän järjestelmän tähän päivään asti, eli lisännyt polttoainetta säiliöön ennen varsinaista polttoa. Vähitellen valmistettiin rodiumiin ja ceriumiin perustuvia lisäaineita, nykyään samanlaisia tuloksia saavutetaan halvemmilla rautaoksideilla. Tällaista savukaasujen puhdistusta käytti jonkin aikaa myös Fordin sisar, mutta vain Euro 1,6 -standardin mukaisilla 2,0- ja 4-litraisilla moottoreilla.Tämä hiukkastenpoistojärjestelmä toimii kahdessa eri tilassa. Ensimmäinen on helpompi reitti, eli kun moottori toimii suuremmalla kuormituksella (esimerkiksi ajettaessa nopeasti maantiellä). Silloin ei tarvitse kuljettaa sylinteriin ruiskutettua palamatonta dieseliä suodattimelle, jossa se voi tiivistyä ja laimentaa öljyä. Teollisuusbensiiniä sisältävän lisäaineen palamisen aikana muodostuva hiilimusta pystyy syttymään jopa 450 °C:ssa. Näissä olosuhteissa riittää viivästyttää viimeistä ruiskutusvaihetta, polttoaine (jopa noen kanssa) palaa suoraan sylinterissä ja ei vaaranna öljyn täyttöä dieselpolttoaineen laimennus-kondensoitumisen vuoksi DPF (FAP) -suodattimessa. Toinen vaihtoehto on ns. avustettu regenerointi, jossa pakotahdin lopussa dieselpolttoainetta ruiskutetaan savukaasuihin pakoputken kautta. Savukaasut kuljettavat jauhetun dieselpolttoaineen hapetuskatalyytille. Diesel syttyy siinä ja sen jälkeen suodattimeen kertynyt noki palaa. Tietenkin kaikkea valvoo ohjauselektroniikka, joka laskee suodattimen tukkeutumisasteen moottorin kuormituksen mukaan. ECU tarkkailee ruiskutustuloja ja käyttää happianturin ja lämpötila-/paine-eroanturin tietoja palautteena. Tietojen perusteella ECU määrittää suodattimen todellisen kunnon ja raportoi tarvittaessa huoltokäynnin tarpeen.
Toisin kuin PSA, Ford kulkee erilaista ja helpompaa tietä. Se ei käytä polttoaineen lisäainetta hiukkasten poistamiseen. Regeneraatio tapahtuu kuten useimmissa muissa ajoneuvoissa. Tämä tarkoittaa ensinnäkin suodattimen esilämmitystä 450 ° C: seen lisäämällä moottorin kuormitusta ja muuttamalla viimeisen ruiskutuksen ajoitusta. Sen jälkeen hapetuskatalyyttiin palamattomassa tilassa syötetty teollisuusbensiini sytytetään.
Moottoriin tehtiin useita muitakin muutoksia. Esimerkiksi. Polttoainesuodatin on kokonaan korvattu metallikotelolla, joka on pultattu ylös, jossa käsipumppu, huohotin ja ylimääräisen veden anturi sijaitsevat. 68 kW:n perusversiossa ei ole kaksoismassavauhtipyörää, vaan klassinen kiinteä vauhtipyörä jousikuormitteisella kytkinlevyllä. Nopeusanturi (Hall sensor) sijaitsee ajoituspyörässä. Vaihteistossa on 22 + 2 hammasta ja anturi on kaksinapainen, jotta se havaitsee akselin käänteisen pyörimisen sen jälkeen, kun moottori on sammutettu ja yksi männistä saatettu puristusvaiheeseen. Tätä toimintoa tarvitaan pysäytys-käynnistysjärjestelmän nopeaan uudelleen käynnistämiseen. Ruiskutuspumppua käyttää jakohihna. 68 kW:n versiossa käytetään Bosch CP 4.1 yksimäntäistä tyyppiä integroidun syöttöpumpun kanssa. Suurin ruiskutuspaine on laskettu 1700 barista 1600 bariin. Nokka-akseli on asennettu venttiilin kanteen. Tyhjiöpumppua käyttää nokka-akseli, joka luo alipaineen jarrutehostimelle sekä turboahtimen ja pakokaasun kierrätysjärjestelmän ohituksen ohjaamiseen. Painesäiliön oikeassa päässä on paineanturi. Ohjausyksikkö säätää hänen signaalistaan painetta säätämällä pumppua ja täyttämällä suuttimia. Tämän ratkaisun etuna on erillisen paineensäätimen puuttuminen. Muutos on myös imusarjan puuttuminen, kun taas muoviputki avautuu suoraan kaasuläppään ja asennetaan suoraan pään imuaukkoon. Vasemmanpuoleisessa muovikotelossa on elektronisesti ohjattu jäähdytyksen ohitusventtiili. Toimintahäiriön sattuessa se vaihdetaan kokonaan. Turboahtimen pienempi koko on parantanut sen vasteaikaa ja saavuttanut suuria nopeuksia, kun sen laakerit ovat vesijäähdytteisiä. 68 kW:n versiossa säätö tapahtuu yksinkertaisella ohituksella, tehokkaammassa versiossa säätö tapahtuu staattorin siipien muuttuvan geometrian avulla. Öljynsuodatin on sisäänrakennettu veden lämmönvaihtimeen, vain paperisisäke on vaihdettu. Kannen tiivisteessä on useita kerroksia komposiittia ja peltiä. Yläreunassa olevat lovet osoittavat käytetyn tyypin ja paksuuden. Läppäventtiiliä käytetään imemään osa savukaasuista EGR-piiristä erittäin alhaisilla nopeuksilla. Se käyttää myös DPF:tä regeneroinnin aikana ja katkaisee ilmansyötön tärinän vähentämiseksi, kun moottori on sammutettu.
Lopuksi kuvattujen moottoreiden tekniset parametrit.
Tehokkaampi versio 1560 270 cm250: n nelisylinterisestä dieselmoottorista tuottaa 1750 Nm (aiemmin 1500 Nm) suurimman vääntömomentin nopeudella 242 rpm. Jopa 82 kierrosta minuutissa se saavuttaa 80 Nm. Maksimiteho 3600 kW (230 kW) saavutetaan nopeudella 215 rpm. Heikompi versio saavuttaa 1750 Nm (68 Nm) suurimman vääntömomentin nopeudella 66 rpm ja maksimitehon 4000 kW (XNUMX kW) nopeudella XNUMX rpm.
Ford ja Volvo raportoivat ajoneuvojensa 70 ja 85 kW: n teholuokista. Pienistä eroista suorituskyvyssä huolimatta moottorit ovat identtisiä, ainoa ero on lisäaineettoman DPF: n käyttö Fordin ja Volvon tapauksessa.
* Kuten käytäntö on osoittanut, moottori on todella luotettavampi kuin edeltäjänsä. Suuttimet ovat paremmin kiinnitettyjä ja ilmanpuhdistusta ei ole käytännössä, turboahtimella on myös pidempi käyttöikä ja paljon vähemmän johanneksenleipämuodostusta. Jäljelle jää kuitenkin epäsäännöllisen muotoinen öljypohja, joka normaaleissa olosuhteissa (klassinen vaihto) ei mahdollista korkealaatuista öljynvaihtoa. Patruunan pohjaan laskeutuneet hiilikerrostumat ja muut epäpuhtaudet saastuttavat myöhemmin uuden öljyn, mikä vaikuttaa haitallisesti moottorin ja sen osien käyttöikään. Moottori vaatii useampaa ja kalliimpaa huoltoa pidentääkseen sen käyttöikää. Käytettyä autoa ostettaessa on hyvä purkaa öljypohja ja puhdistaa se perusteellisesti. Tämän jälkeen on suositeltavaa huuhdella moottori tuoreella öljyllä öljyä vaihdettaessa. Irrota ja puhdista öljypohja vähintään 100 000 km: n välein.
