Автор Тема: Дизельный двигатель D5.  (Прочитано 8239 раз)

Оффлайн V_Vorobiev

  • Администратор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1095
  • Volvo XC90 T5 2014MY
    • E-mail
Дизельный двигатель D5.
« : 29 Августа 2013, 14:47:40 »
Volvo представляет дизельный двигатель D5 последнего поколения (разработка 2009 г.)

НОВЫЙ ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ D5 - МОЩНЫЙ И ЭКОЛОГИЧНЫЙ

Volvo Cars представляет совершенно новый 2.4-литровый пятицилиндровый дизельный двигатель для Volvo S80. В действительности эмблема D5 - это единственный элемент, который объединяет новый пятицилиндровый дизельный двигатель с двигателем предыдущего поколения. Новый двигатель соответствует стандарту Евро 5 и отличается значительно более высокой эффективностью по сравнению с прежней версией пятицилиндрового дизельного двигателя.

Благодаря передовым решениям, таким, как система двух последовательных турбо нагнетателей, керамических свечей подогрева и пьезоэлектрических инжекторов топлива, инженерам Volvo удалось снизить расход топлива до рекордно низких параметров - всего 6.2 л/100 км. Выброс CO2 составляет 164 г/км.

Столь низкий расход топлива в сочетании с мощностью в 205 л. с. и крутящим моментом 420 НМ означает, что Volvo S80 с новым двигателем D5 претендует на звание лучшего автомобиля в своем классе.

"Перед нами стояла задача: создать современный дизельный двигатель, отвечающий требованиям стандарта Евро 5, - рассказывает Дерек Краб (Derek Crabb), вице-президент по двигателям и трансмиссии. - Двигатели предыдущего поколения неоднократно совершенствовались и, наконец, полностью реализовали свой потенциал. Мы решили начать все с чистого листа и использовать самые передовые технологии. В результате мы создали двигатель, который превысил наши ожидания. Более того, этот двигатель разрабатывался исключительно специалистами Volvo".

Рабочие параметры и ездовые качества высшего класса

Объем нового двигателя Volvo D5 составляет 2.4 литра. Двигатель демонстрирует мгновенный отклик на педаль акселератора, отличные динамические показатели и ровную работу в любых условиях движения, включая езду в городе. Наиболее актуальны преимущества двигателя с автоматической трансмиссией: высокий крутящий момент доступен в широком диапазоне оборотов, а в сочетании с автоматической трансмиссией, обеспечивающей мгновенное переключение скоростей, двигатель гарантирует уверенную езду и низкий расход топлива.

Чтобы обеспечить высокую мощность и динамичные характеристики, было решено использовать систему двух турбо нагнетателей разного объема, при чем турбо нагнетатели включаются в работу последовательно, обеспечивая уверенный крутящий момент в широком диапазоне оборотов. В результате двигатель немедленно реагирует и позволяет задавать уверенные ускорения на любой скорости, а включение турбо нагнетателей происходит настолько ровно, что водитель этого даже не замечает. Обгон благодаря такому двигателю можно осуществлять на любой скорости, и особенно мощные ускорения на скорости 80-120 км/ч. Ровная работа трансмиссии способствует уверенной езде.

Передовая технология впрыска топлива с использованием пьезоэлектрических топливных инжекторов обеспечивает точное распределение топливной смеси в камере сгорания, при этом топливо распыляется до атомной структуры, а процесс сгорания становится более эффективным с малым выбросом выхлопных газов. В тоже время, новая технология и эффективная процедура сжигания топлива преобразили звук двигателя, который более напоминает характерный звук шестицилиндрового бензинового двигателя. Новый двигатель демонстрирует превосходные характеристики звукоизоляции и восприятия звука в автомобиле.

Расход топлива: результат превзошел ожидания

"Когда мы работали над проектом, мы стремились добиться снижения расхода топлива до 6.4 литра на 100 км. Это хорошие показатели для такого большого автомобиля, как Volvo S80, - вспоминает Дерек Краб. - В ходе разработки двигателя мы поняли, что сможем выйти на более низкие показатели, и сегодня наш двигатель расходует 6.2 л/100 км. Для двигателя с автоматической трансмиссией мы смогли снизить расход топлива более чем на 8 процентов - с 7.3 до 6.7. Это значительный успех".

Столь низкий расход топлива объясняется использованием передовых технологий, в том числе двух последовательных турбо нагнетателей, которые позволяют снизить расход топлива в широком диапазоне оборотов и при различных уровнях крутящего момента.

Технология двух турбо нагнетателей также сделала возможным обеспечить более высокий уровень рециркуляции отработавших газов в более широком диапазоне оборотов двигателя. Такая компоновка турбо нагнетателей позволила оптимально использовать возможности технологии турбо наддува, повысить мощность двигателя и снизить расход топлива.

Система впрыска топлива с пьезоэлектрическими топливными инжекторами и мощным топливным насосом также способствует экономии топлива за счет четкого и быстрого регулирования подачи топлива под высоким давлением, обеспечивая более эффективное сжигание топливной смеси.

Низкий выброс отработавших газов и четкая вентиляция двигателя

"Технические решения, которые позволили обеспечить низкий расход топлива, также делают двигатель более чистым с экологической точки зрения, - поясняет Дерек Краб. - Когда мы разрабатывали новый двигатель, перед нами стояли задачи снизить объем выброса отработавших газов и частиц сажи".

Помимо системы сдвоенных турбо нагнетателей, пьезоэлектрических топливных инжекторов и усовершенствованной системы рециркуляции отработавших газов в новом двигателе D5 используются керамические свечи подогрева - это высокотехнологичное решение, благодаря которому двигатель демонстрирует превосходные характеристики на стадии пуска за счет быстрого прогрева. Всего за две секунды свечи достигают температуры 1000 градусов по Цельсию, обеспечивая легкий пуск двигателя и снижая уровень выброса вредных выхлопов. Свечи подогрева используются в определенных условиях эксплуатации двигателя, например, на низких оборотах свечи подогрева повышают температуру в цилиндрах, за счет чего повышается эффективность сжигания топлива.

Передовая технология впрыска топлива обеспечивает дополнительную подачу топлива в малых дозах (процесс, получивший название "вторичный впрыск"), что позволяет удалить в отработавших газах частицы сажи.

Чтобы снизить выброс частиц в отработавших газах, двигатель должен "дышать": необходимо обеспечить надежную вентиляцию камер сгорания. Инженеры Volvo справились и с этой задачей, предусмотрев оптимальную систему контроля за подачей воздуха в цилиндры двигателя.

"Мы обеспечили превосходную вентиляцию двигателя и низкий выброс частиц в отработавших газах. Нам удалось сократить общий выброс газов, и мы можем наделить новый Volvo S80 D5 двумя выхлопными трубами", - подчеркивает Дерек Краб.

Три года - с начала реализации проекта и до его завершения

Новый пятицилиндровый дизельный двигатель - это первый двигатель, созданный новым подразделением Volvo по разработке двигателей.

"С момента описания технического задания до установки первого двигателя на автомобиль ушло менее трех лет - это очень хороший результат, - считает Дерек Краб. - Мы будем постоянно совершенствовать этот двигатель, создавая необходимые модификации для других моделей Volvo".

Задача заключалась в создании дизельного двигателя, который смог бы удовлетворить высокие требования покупателей модели Volvo S80. Кроме этого, двигатель должен был соответствовать строгим стандартам по защите окружающей среды, которые будут приняты в скором времени.

В основе двигателя лежит модульная конструкция, причем такой подход использовался как в процессе проектирования, так и построения двигателя. Например, в этом двигателе используются стандартизированные крепления турбо нагнетателей и других компонентов. Такая конструкция облегчит установку двигателя на других моделях Volvo и позволит совершенствовать этот двигатель, обеспечивая соответствие будущим требованиям.

"Модульная конструкция облегчает сборку двигателя, - поясняет Дерек Краб. - Мы стремились добиться лучшей компоновки для крепления двигателя и качества сборки. Поэтому, когда мы разрабатывали технические условия для сборки двигателя, мы прислушивались к мнению каждого опытного инженера и служащего цеха по сборке двигателей на нашем предприятии".

Краткое техническое описание дизельного двигателя D5 2009 года

Двигатель D5 полностью выполнен из алюминия. Это обеспечивает малый вес двигателя и хороший отвод тепла.

Поперечное охлаждение обеспечивает равномерное охлаждение головки цилиндров и блока двигателя. В результате поддерживается ровная температура двигателя, что в свою очередь повышает надежность и срок службы двигателя.

Два турбо нагнетателя разных размеров создают высокое давление наддува – 1.8 бар. Турбо наддув предусмотрен в широком диапазоне оборотов двигателя. Турбо нагнетатель меньших размеров действует в основном на малых оборотах. Он быстрее реагирует, чем большой турбо нагнетатель, и обеспечивает моментальный отклик на команды акселератора. На высоких оборотах в дело вступает большой турбо нагнетатель, который повышает тягу двигателя, необходимую для ускорения на высоких скоростях. Турбо нагнетатели не только способствуют повышению мощности и снижению расхода топлива, но делают возможным более эффективно использовать систему рециркуляции отработавших газов.

Увеличение размеров охладителя рециркуляции отработавших газов и внедрение более эффективной конструкции лопастей охладителя позволило улучшить параметры отвода тепла на 25 процентов. Температура отработавших газов значительно понижается, что способствует снижению содержания окислов азота (NOX) до уровня, требуемого согласно стандарту Евро 5. Из окислов азота формируется озоновый слой вблизи от поверхности земли, который приводит к чрезмерному окислению почвы и воды. NOX также негативно воздействует на дыхательную систему.

Пьезоэлектрические топливные инжекторы используются в сочетании с высоко эффективным топливным насосом высокого давления, который обеспечивает мощное давление впрыска – 1800 бар.

Пьезоэлектрические инжекторы работают в два раза быстрее по сравнению с обычными топливными инжекторами. В результате обеспечивается более точный контроль количества впрыскиваемого в цилиндры топлива, что в свою очередь позволяет добиться более эффективного сжигания топлива, низкого расхода топлива и снижения выброса вредных веществ.

Благодаря высокой скорости пьезоэлектрический инжектор способен регулировать до семи уровней впрыска топлива за каждый операционный цикл. Высокая скорость и давление впрыска позволяют инжекторам осуществлять предварительный впрыск топлива, даже когда обороты двигателя превышают 3000 об/мин – этим объясняется удивительно тихая работа нового двигателя.

Пьезоэлектрические инжекторы также обеспечивают короткий впрыск топлива после основной подачи топлива в цилиндры. В результате сажевый фильтр очищается от частиц сажи даже на малых оборотах двигателя.

В конструкции двигателя D5 используется технология Common Rail – топливная магистраль из нержавеющей стали рассчитана на крайне высокое давление. В топливной системе может поддерживаться давление до 1800 бар.

Топливный насос высокого давления – в отличие от предыдущего поколения двигателей D5 в новом дизельном двигателе используются топливный насос из двух, а не трех компонентов. Это облегчает работу насоса, снижая нагрузку на разные элементы насоса. Насос с облегченным приводом также снижает расход топлива.

Керамические свечи подогрева – это высокотехнологичные устройства, обеспечивающие превосходный пуск двигателя. Свечи мгновенно нагреваются. Уже через две секунды температура нагрева достигает 1000 градусов по Цельсию. Максимальная рабочая температура составляет 1300 градусов – это примерно на 30 процентов выше по сравнению с обычными свечами подогрева. Благодаря керамическим свечам подогрева пуск двигателя осуществляется моментально без предварительного прогрева даже при температурах минус 30 градусов.

В новом двигателе не используется масляный щуп. На информационный дисплей выводится предупреждение о необходимости добавить масло в систему двигателя. Более того, система подсказывает точное количество масла, которое необходимо залить.

В новом дизельном двигателе D5 предложены новые опоры двигателя – это позволило обеспечить надежное крепление двигателя, учитывая высокую мощность и крутящий момент. В конструкции двигателя предусмотрена третья реактивная штанга для снижения вибрации при резком повышении оборотов двигателя.
« Последнее редактирование: 29 Августа 2013, 14:59:04 от V_Vorobiev »
YV1CM2457E1689148