Volvo V70 / XC70 - Двигатель

Общие сведения

V70 и XC70(08-) выпускаются со следующими вариантами двигателя

Двигатели V70

 

 

V70

B5254T6

 

 

B6324S

B6304T2

 

 

D5244T4

D5244T5

 

Двигатели XC70

 

 

XC70

 

 

 

B6324S

D5244T4

 
 

 

Двигатель B6304T2

Общие сведения

Новый турбодвигатель, выпускаемый на рынок вместе с V70(08-) и S80(07-), называется B6304T2 и базируется на B6324S. Техническое решение при котором редуктор расположен в задней части двигателя, а все вспомогательные агрегаты установлены над коробкой передач, READ ( Rear End Ancillary Drive) взято с B6324S.
Поддон тот же самый, а средняя часть, блок цилиндров, головка блока цилиндров и маслоотделитель изменены для работы в режиме турбо.

Технология турбо предполагает, что двигатель обладает более высоким вращающим моментом уже на низких оборотах двигателя.

Прочие отличия B6304T от B6324S:

  • Корпус маслоотделителя, головка блока цилиндров, блок цилиндров, средняя часть
  • Распредвалы
  • Клапаны, толкатели клапанов
  • Впускной и выпускной коллекторы
  • Турбоагрегат
  • Впускная труба, ETА (Модуль электронной дроссельной заслонки)
  • Каленвал, шатуны, поршни
  • Вентиляция картера
  • Система смазки
  • EVAP
  • Катализатор, лямбда-зонды

Технические данные

 

Мощность

210 кВт (285 метрических л.с., 281 английских л.с.) при 6200 об/мин

Вращающий момент

400 Нм при 1500-4800 об/мин

Объем цилиндров

2953 см3

Диаметр цилиндров

82,0 мм

Длина хода

93,2 мм

Число клапанов

24

Степень сжатия

9,3:1

Последовательность зажигания

1-5-3-6-2-4

Ускорение 0-100 км/ч (0-60 миль/ч)

V70 AWD = 7,2 с

S80 AWD = 6,9 с

Максимальная скорость

V70 AWD = 245 км/ч (152 миль/ч)

S80 AWD = 250 км/ч (155 миль/ч)

Расход топлива (л/100 км), согласно EU Combined

V70 AWD = 11,2

S80 АWD = 11,0

СО2 (г/км), согласно EU Combined

V70 AWD = 194

S80 АWD = 188

Уровень выбросов

ULEV II и EURO 4

Масса (включая генератор, но без других вспомогательных агрегатов)

Прим. 190 кг

 

1

Корпус маслоотделителя

2

Головка блока цилиндров

3

Блок цилиндров

4

Средняя часть

 

Корпус двигателя

Корпус маслоотделителя

Решение, аналогичное B6324S, но изменен внешний вид и имеется обратный клапан с подсоединением шланга для вентиляции картера.

Головка блока цилиндров

Разработана для режима турбо с новой камерой сгорания и новыми впускными и выпускными каналами.

Блок цилиндров

По сравнению с B6324S уменьшен диаметр цилиндров и внесены изменения для подачи масла на турбоагрегат.

Средняя часть

Внесены изменения для возврата масла из турбоагрегата.

Распредвалы

Пустотелые распредвалы пониженной массы.
Распредвал на впуске с функцией непрерывно регулируемых фаз газораспределения CVVT (Continuous Variable Valve Timing), которую можно регулировать в рабочем диапазоне 60º.

Продолжительность впуска: 226,8º
Продолжительность выпуска: 233,0º

Клапаны

По сравнению с B6324S уменьшен диаметр, как впускных, так и выпускных клапанов.
Уменьшение диаметра выпускных клапанов позволяет увеличить скорость движения газов и, следовательно, повысить скорость вращения турбины отработавших газов.
Чтобы выдерживать высокие температуры отработавших газов, создаваемых режимом турбо, выпускные клапаны выполнены из термоустойчивого материала, в состав которого входит 70 % никеля.

Впускные клапаны — высота подъема/диаметр: 8,455 мм/31 мм

Выпускные клапаны — высота подъема/диаметр: 9,450 мм/27 мм

Толкатели клапанов

Работа впускных и выпускных клапанов происходит с помощью толкателей клапанов фиксированного размера.

Регулировка зазора клапанов происходит путем замены толкателей клапанов.

Коллектор отработавших газов

Коллектор отработавших газов отливается из высоколегированной стали, чтобы выдерживать высокие нагрузки и температуры. При чрезвычайно высоких нагрузках температура в коллекторе может достигать 900ºС.

 

 

Twin Scroll

Технология Twin Scroll означает, что коллектор состоит из двух отдельных каналов, идущих внутрь тубринной части турбоагрегата.

Цилиндры освобождаются от выхлопных газов согласно последовательности зажигания, т.е. когда освобождается цилиндр 1, за ним следует цилиндр 5, а затем цилиндры 3-6-2-4. Следовательно, выхлопные газы попадают на турбинное колесо поочередно с двух разных каналов выхлопного коллектора и корпуса турбины.

На рисунке представлен принцип действия технологии Twin Scroll. Верхние цифры обозначают порядок расположения цилиндров, а нижние цифры — последовательность зажигания.

 

 

Турбоагрегат

Общие сведения

Выбор технологии Twin Scroll связан с тем, что по сравнению с аналогичной системой с двумя отдельными турбоагрегатами она обеспечивает одинаковую мощность при более компактной конструкции. В связи с тем, что газовые потоки от двух отдельных выхлопных каналов не мешают друг другу, энергия импульса отработавших газов используется намного более эффективно, и высокий крутящий момент достигается уже на низких оборотах двигателя.

Максимальный крутящий момент 400 Нм достигается уже при 1500 об/мин.
Это приводит к очень хорошей приемистости двигателя на старте из неподвижного положения и хорошим параметрам ускорения.

Турбоагрегат охлаждается, как системой охлаждения двигателя, так и маслом двигателя.
Масло двигателя также участвует в смазке агрегата.

Резонатор на патрубке свежего воздуха подавляет шум от пульсаций воздуха на впуске и шум от компрессора турбины. Снижение шума может достигать 15 дБ.

 

 

Уравнительный клапан

Уравнительный клапан расположен в турбо на стороне компрессора и имеет электромагнитный привод. Этот клапан предотвращает нежелательное повышение давления и шума от трубы свежего воздуха.

Когда  дроссель закрывается и параметры от датчика положения педали газа и момента двигателя достигают заданных значений, открывается уравнительный клапан.
Эта функция уравнительного клапана управляется ЕСМ. Существует два положения клапана (откр. и закр.)

 

 

 

 

Waste Gate

С помощью перепускного клапана Waste Gate регулируется кривая момента двигателя так, чтобы она находилась на заданном и постоянном уровне.

Максимально допустимое превышение давления на ETА составляет 0,7 бар.

ЕСМ управляет открытием клапана Waste Gate с помощью регулировочного клапана TCV (Turbo Control Valve) и получает информацию от TMAP (Temperature Manifold Air Pressure), расположенного во впускной трубе, и MAF (Mass Air Flow Sensor), расположенного в трубе свежего воздуха.

При замене, проверке или регулировке клапана Waste Gate очень важно выполнять инструкции, приведенные в VIDA.

 

 

 

Впускная труба и ЕТА

По сравнению с B6324S уменьшен объем впускной трубы.
В связи с тем, что двигатель, в основном, работает в режиме наддува, на впускной трубе отсутствует VIS (Variable Intake System).

Впускная труба изготовлена из полиамида с добавкой 30 % стекловолокна.

Диаметр заслонки ETА (Модуль электронной дроссельной заслонки) равен 70 мм.

 

 

Маршрут движения воздуха

От воздушного фильтра воздух поступает в компрессор турбоагрегата. Здесь нагнетается давление, и воздух под двигателем поступает далее в правую часть охладителя нагнетаемого воздуха. В охладителе нагнетаемого воздуха температура воздуха снижается, и воздух через ЕТА поступает в цилиндры. Снижение температуры может достигать 50 град. C.

Коленвал

У коленвала B6304T2 с демпфером IVD (Internal Viscous Damper) кривошип несколько короче по сравнению с B6324S.

 

 

Шатуны

Шатуны отличаются от B6324S  только в отношении верхней части, которая усилена с тем, чтобы противостоять высоким нагрузкам режима турбо.

Поршни

По сравнению с B6324S уменьшен диаметр поршней, а внешний вид сохранился.

 

 

1

Обратный клапан корпуса маслоотделителя

2

Обратный клапан, головка блока цилиндров

 

Вентиляция картера

Газы из картера выводятся через внутренние каналы в блоке цилиндров и головке блока цилиндров в корпус маслоотделителя, расположенного на крышке распредвала. Из корпуса маслоотделителя картерные газы могут отводиться далее в два отдельных канала в зависимости от режима работы двигателя — с или без турбонаддува.

Когда двигатель работает без турбонаддува, картерные газы отводятся к головке блока цилиндров и далее к впускным каналам впускных клапанов.

Когда двигатель работает с турбонаддувом, обратный клапан, расположенный в задней части  канала головки блока цилиндров, закрывается. Далее картерные газы через обратный редукционный клапан в корпусе маслоотделителя отводятся к шлангу свежего воздуха на входе турбины.

1

Масляный насос

2

Форсунки, охлаждение IVD

3

Масляный фильтр/масляный радиатор

4

Турбоагрегат

5

Коленвал/шатуны/поршни

6

Распредвалы/VVT и пр.

Система смазки

Общие сведения

Масло в двигателе выполняет следующие функции:

  • Смазывает, например, подшипники, цепь распредвалов и турбоагрегат
  • Охлаждает, например, поршни, турбоагрегат IVD.
  • Очищает от нагара и пр.
  • Регулирует работу систем, таких как CVVT.

 

Маршрут движения масла

Масляный насос расположен в маслоотстойнике и приводится в действие шестерней коленвала. Он подает масло в двигатель со скоростью до 65 л/мин.

Масло проходит через сетку на впуске масляного насоса к масляному фильтру/масляному радиатору и для охлаждения IVD.

Основная часть масла отводится затем от масляного фильтра/масляного радиатора к подшипникам шатунов, коренным подшипникам, для охлаждения поршней и турбоагрегату. На турбоагрегате при 1800 об/мин создается давление масла 2 бар.
Масло из турбоагрегата стекает через возвратную трубу назад в маслоотстойник.

Масло от блока цилиндров поступает по переднему и заднему каналу к головке цилиндров.

Передний масляный канал снабжает маслом передний подшипник впускного распредвала.
Поток масла далее подается назад на вакуумный насос и форсунки. для смазки цепи распредвалов.

Задний канал снабжает маслом оставшиеся подшипники распредвалов, VVT и натяжитель цепи распредвалов.

 

 

1

D5254T5 FWD

2

B6304T2 AWD

 

Выхлопная система

Для V70 и XC70(08-) предусмотрено 6 различных выхлопных систем.
Вариации зависят от модели автомобиля, варианта двигателя и привода на 2 или 4 колеса.

Трубы и глушитель изготавливаются из нержавеющей стали.
Во всех выхлопных системах трубы проходят над задним мостом.

В V70 с двигателем B6304T2 установлены двойные видимые наконечники.
В зависимости от варианта двигателя другие выхлопные системы имеют двойные или одинарные скрытые наконечники.

 

Катализаторы B6304T2

В B6304T2 устанавливаются два катализатора.

CCC (Close Coupled Catalyst) расположен сразу же после турбоагрегата и прикреплен консолью к коробке передач.

Конструкция UFC (Under Floor Catalyst) аналогична CCC. Оба характеризуются плотностью 400 cpsi (ячеек на квадратный дюйм).

 

 

Описание сигналов:

 

Входные сигналы

Выходные сигналы

Компоненты прямого соединения

Компоненты прямого соединения

(7/8)

Датчик давления А/С

(2/22)

Реле А/С

(3/9)

Контакт стоп-сигналов (от центрального электронного модуля (СЕМ)

(8/3)

Компрессор А/С

(7/51)

Датчик положения педали газа (сигнал PWM)

(6/120)

Узел дросселя

(6/120)

Узел дросселя

(4/71)

Модуль управления электровентилятором охлаждения

(7/172)

Датчик положения распредвала на впуске

(8/18)

Клапан EVAP

(7/173)

Датчик положения распредвала на выпуске

(8/6-11)

Форсунки

(7/16)

Датчик температуры двигателя

(4/83)

Модуль управления топливным насосом

(7/25)

Датчик импульсов

(20/3-8)

Катушки зажигания

(7/156)

Датчик давления топлива/датчик температуры топлива

(6/67)

Модуль диагностики течи (только некоторые рынки)

(7/23-24)

Датчик детонации

(7/15)

Передний лямбда-зонд, предварительный нагрев

(7/17)

Расходомер/датчик температуры воздуха (MAF)

(7/103)

Задний лямбда-зонд, предварительный нагрев

(7/81)

Датчик давления поступающего воздуха

(2/32)

Главное реле (системное реле)

(7/15)

Передний лямбда-зонд

(2/35)

Реле стартера

(7/103)

Задний лямбда-зонд

(8/117)

Исполнительный клапан (CVVT) распредвала на впуске

(7/166)

Датчик уровня/температуры масла

(8/68)

Разгрузочный клапан турбо

(6/62)

Датчик наружной температуры

(8/28)

Клапан регулировки турбо

(20/3-8)

Катушки зажигания

 

 

(4/71)

Модуль управления электровентилятором охлаждения

 

 

(6/67)

Модуль диагностики течи (только некоторые рынки)

 

 

(4/28)

Положение включенной передачи (положение P/N включено/выключено) (от модуля управления трансмиссии (TCM)

 

 

(3/132)

Кнопка пуска (от модуля замка зажигания (SCU)

 

 

(7/165)

Датчик давления наддува (TMAP)

 

 

 

Через коммуникацию LIN:

Через коммуникацию LIN:

(6/26)

Модуль управления генератором (АСМ) статус неисправности в цепи возбуждения

(6/26)

Модуль управления генератором (АСМ) запрос напряжения для возбуждения

         
 

Входные сигналы

Выходные сигналы

Через коммуникацию CAN

Через коммуникацию CAN

(4/56)

CEM (Центральный электронный модуль)

  • положение педали газа (от аналогового сигнала датчика положения педали газа)
  • количество топлива в баке, блокировка функции пуска
  • время с момента остановки двигателя
  • запрос на повышенные обороты холостого хода
  • запрос на зарядку аккумулятора
  • статус зарядки
  • запрос на поддержание постоянной скорости
  • запрос на адаптивное поддержание постоянной скорости
  • угол поворота рулевого колеса

(4/56)

CEM (Центральный электронный модуль)

  • О наружной температуре
  • запрос о топливном насосе
  • частота вращения двигателя
  • нагрузка
  • запрос на включение индикаторной лампы неисправности
  • состояние двигателя (вкл/выкл)
  • коды функции блокировки старта (иммобилайзер)
  • статус поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • статус адаптивного поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • нагрузка модуля управления генератором (АСМ)
  • статус неисправности модуля управления генератором (АСМ)

(4/6)

CCM (Модуль системы управления микроклиматом)

  • запрос на компрессор А/С
  • запрос на повышенную скорость вентилятора охлаждения
  • запрос на изменение оборотов холостого хода
  • температура испарителя

(4/6)

CCM (Модуль системы управления микроклиматом)

  • статус компрессора А/С
  • атмосферное давление
  • температура двигателя
  • частота вращения двигателя
  • состояние двигателя (вкл/выкл)

(4/28)

TCM (Модуль управления коробки передач)

  • скорость автомобиля
  • запрос на ограничение момента
  • температура масла в коробке передач
  • выбранная передача
  • статус положения передачи (P/N вкл/выкл)
  • статус функции "lock-up" (вкл/выкл)
  • запрос на изменение оборотов  холостого хода
  • передаточное число

 

 

(4/28)

TCM (Модуль управления коробки передач)

  • нагрузка
  • статус поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • статус адаптивного поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • температура двигателя
  • частота вращения двигателя
  • положение педали газа
  • статус педали тормоза (выжата/отпущена)
  • скорость, установленная на круиз-контроле
  • состояние двигателя (вкл/выкл)
  • запрос на "kick-down

(4/7)

CPM (Модуль дополнительного обогревателя)

  • статус дополнительного обогревателя (вкл/выкл)

(4/7)

(CPM) (Модуль дополнительного обогревателя)

 

  • атмосферное давление
 

 

 

Через коммуникацию CAN (продолжение):

Входные сигналы

Выходные сигналы

 

 

(5/1)

DIM (Модуль снабжения водителя информацией)

  • температура двигателя
  • предупреждающие тексты, относящиеся к модулю управления двигателем (ЕСМ)
  • частота вращения двигателя
  • статус поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • статус адаптивного поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • расчетный расход топлива
  • состояние двигателя (вкл/выкл)
  • статус давления масла
  • уровень масла
  • время техобслуживания

(4/80)

FSM (Модуль управления системы переднего наблюдения)

  • запрос о торможении двигателем
  • запрос о статусе максимального ускорения, адаптивный круиз/контроль (вкл/выкл)

(4/80)

FSM (Модуль управления системы переднего наблюдения)

  • О наружной температуре
  • положение педали газа
  • статус педали тормоза (выжата/отпущена)
  • состояние двигателя (вкл/выкл)
  • статус поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)
  • статус адаптивного поддержания постоянной скорости (вкл/выкл)

 

(4/16)

BCM (Модуль управления тормозами)

  • статус педали тормоза (выжата/отпущена)
  • скорость автомобиля
  • активная функция регулировки
  • проскальзывание передних колес для выявления "неровной дороги"
  • запрос на ограничение момента

(4/16)

BCM (Модуль управления тормозами)

  • момент после коробки передач
  • частота вращения двигателя
  • положение педали газа
  • состояние двигателя (вкл/выкл)

 

 

(4/82)

DEM (Электронный модуль дифференциала)

  • частота вращения двигателя
  • момент двигателя (расчетный)
  • положение педали газа
  • статус педали тормоза (выжата/отпущена)

 

1

Контейнер

2

Топливный насос

3

Магнитный клапан

4

Обратный клапан

 

 

Топливная система

Общие сведения

Топливная система аналогична системе в S80(07-).

В V70 и XC70(08-) расстояние между осями короче на 20 мм. Поэтому топливопроводы короче и внесены изменения в конструкцию топливозаливной трубки.

Внешний сменный топливный фильтр имеется на следующих рынках:

  • Восточная Европа
  • Латинская Америка
  • Китай/Тайвань
  • Южная Африка
  • Израиль
  • Турция

EVAP (Evaporative Emission Control System), B6304T2

Задача системы EVAP заключается в выводе накапливающихся в топливном баке углеводородов (HC).
Когда двигатель работает без наддува, во впускной трубе давление понижается, и газообразные HC отводятся по пластмассовой трубе из контейнера к впускной трубе и далее в камеру сгорания двигателя.
Этот процесс идет только, если двигатель работает без наддува.

Когда двигатель работает с наддувом, нагнетаемый воздух не может отходить назад к магнитному клапану и контейнеру за счет того, что обратный клапан расположен между впускной трубой и магнитным клапаном.

 

1

Горячая охлаждающая жидкость

2

Расширительный бачок

3

Холодная охлаждающая жидкость

4

Турбоагрегат

 

Система охлаждения

Охлаждение турбоагрегата B6304T, D5244T4/T5, B5254T6

На работающем двигателе турбоагрегат охлаждается за счет циркуляции масла в двигателе.
Одновременно с этим идет слабый процесс перемешивания охлаждающей жидкости.
После остановки двигателя и этой системы турбоагрегат охлаждается за счет самоциркуляции охлаждающей жидкости.
В это время температура охлаждающей жидкости в тубоагрегате может достигать 125ºС.
При этом она закипает, и образующиеся газовые пузыри поднимаются в расширительный бачок.
Их место в турбоагрегате занимает холодная охлаждающая жидкость.
Этот процесс самоциркуляции называется термосифоном и может продолжаться 5-10 минут. При этом могут раздаваться посторонние звуки.

Вентиляторы охлаждения

В V70 и XC70(08-), как и в S80(07-) тип электровентиляторов охлаждения зависит от рынка и варианта двигателя.

В жарких странах для следующих вариантов двигателя используются двойные вентиляторы охлаждения, что позволяет получить максимальный эффект охлаждения

  • B6304T2
  • B6324S
  • B8444S (только S80)
  • D5244T4 автомат

На других рынках используется один вентилятор охлаждения для всех вариантов двигателя.